Как работает автомобильный усилитель звука — блок питания
Мы много говорили об особенностях и технических характеристиках автомобильного усилителя звука, но до этого момента мы не обсуждали, как работает автомобильный усилитель звука. В этой статье мы дадим простой обзор того, как блок питания в вашем мобильном усилителе может использовать 12 В, подаваемые вашей электрической системой, и преобразовывать их в гораздо более высокое напряжение для питания ваших динамиков.
Повышение мощности ваших динамиков
Чтобы обеспечить достаточную мощность ваших динамиков для воспроизведения музыки на реалистичных уровнях прослушивания, нам нужно большое напряжение. Для стандартных динамиков с сопротивлением 4 Ом требуется размах напряжения почти 60 вольт, чтобы передать на динамик около 100 Вт. В большинстве усилителей это напряжение настроено как +30 В и -30 В относительно опорного напряжения заземления шасси вашего автомобиля. Так как же мы получаем плюс и минус 30 вольт от 12? Это работа блока питания.
Как работает трансформер
Источники питания не могут быть созданы с разумной эффективностью без трансформатора. Трансформатор — это простое устройство, которое увеличивает или уменьшает напряжение переменного тока (AC) с помощью двух катушек провода, намотанных на магнитопроводящий железный сердечник. Если у вас есть трансформатор 1:2 и вы подаете 12 В переменного тока на первичную обмотку, вы получаете 24 вольта на выходе. Большие зеленые ящики на обочине или цилиндры на столбах электропередач возле вашего дома — это понижающие трансформаторы, которые преобразуют напряжение 16 кВ, поступающее в ваш район, в 120- и 240-вольтовое питание, подаваемое к вашему дому.
Как получить напряжение переменного тока в автомобиле?
Как вы можете (или должны) знать, питание от аккумуляторной батареи и генераторов в наших легковых и грузовых автомобилях осуществляется постоянным током (DC). Если оставить его в этом состоянии и подать на трансформатор, мы увидим небольшой всплеск напряжения при первом подключении сигнала, а затем ничего. Постоянный ток, протекающий через первичную обмотку, просто нагреет ее и ничего не произведет на выходе трансформатора.
Поскольку нам нужен сигнал переменного тока, современные усилители используют широтно-импульсный модулятор для создания серии прямоугольных импульсов, которые включают группу полевых МОП-транзисторов (электрически управляемые сильноточные переключатели), которые очень быстро включают и выключают напряжение питания. Блоки питания многих высококачественных усилителей переключаются на частоте более 300 кГц.
Проще говоря, очень быстро включая и выключая соединение от батареи к входу трансформатора, мы создаем сигнал переменного тока. Напряжение импульсного сигнала увеличивается через трансформатор, а затем подается на набор диодов и конденсаторов, чтобы сгладить его обратно до того, что мы называем напряжением на шине. Рельсы — это положительная и отрицательная секции источника питания усилителя, которые подключены к выходным устройствам.
В приложении схема намного сложнее, но это основная работа системы.
Хранение и подача энергии
По мере увеличения выходного напряжения автомобильного аудиоусилителя увеличивается и величина тока, протекающего через динамик. Контроллер широтно-импульсной модуляции, который управляет источником питания, может изменять относительное время «включения» и «выключения», чтобы увеличить ток, подаваемый усилителем. Большее время «включения» означает, что на трансформатор подается больший ток, что приводит к большему напряжению на выходе. Это дополнительное напряжение, регулируемое обратно до требуемого напряжения на шине, гарантирует, что мы поддерживаем стабильное напряжение на шине.
Если вы заглянете внутрь усилителя, то почти всегда увидите тороидальный трансформатор и группу накопительных конденсаторов. Эти большие конденсаторы помогают сгладить выходной сигнал каскада трансформатора и диодного выпрямителя и накапливают большое количество энергии, чтобы усилитель мог соответствовать текущим требованиям аудиосигнала.
Узнайте, как работает автомобильный усилитель
Теперь у вас должно быть общее представление о том, как ваш автомобильный аудиоусилитель преобразует питание 12 В от генератора переменного тока в гораздо более высокое напряжение для шин. В следующей статье мы поговорим о входном каскаде автомобильного аудиоусилителя, а также обсудим кроссоверы, регуляторы усиления, а также особенности и функции, облегчающие установщику настройку автомобильного аудиоусилителя для оптимальной работы в вашем автомобиле. автомобиль или грузовик.