Устройство автомобильного усилителя

Несмотря на всё многообразие автомобильных усилителей их схемотехника схожа. Давайте узнаем, как устроен рядовой усилитель для авто.

Начнём с блока питания или инвертора. Дело в том, что сам усилитель питается от бортового аккумулятора 12 V. А усилительная часть требует двухполярного напряжения ±25 вольт, а порой и больше.

На печатной плате автомобильного усилителя обнаружить преобразователь напряжения не сложно. Его выдаёт тороидальный трансформатор и куча электролитов, расположенных рядом с ним (см. фото №1 и фото №2).

А это уже усилитель марки «Lanzar VIBE». Преобразователь занимает половину печатной платы.

В большинстве случаев преобразователь строится на базе популярной и весьма ходовой микросхемы ШИ-контроллера TL494CN, которую легко обнаружить в блоках питания от ПК и других импульсных источниках питания.

В мои руки попали несколько автоусилителей китайской сборки («CALCELL», «Lanzar VIBE», «SUPRA», «Fusion»).

Во всех этих усилителях применялась схема преобразователя весьма похожая на ту, что опубликована в журнале «Радио» («Трёхканальный УМЗЧ для автомобиля», автор В. Горев, №8 от 2005 года, стр. 19-21). Вот данная схема (рис. №1).

Отличие данной схемы от тех, что применяются в промышленных образцах автоусилителей – это другая элементная база, а также применение одного вторичного выпрямителя (здесь их два). В серийных образцах также отсутствуют компенсационные дроссели (2L2 – 2L3, 2L4 – 2L5) и, соответственно, электролитические конденсаторы 2С9, 2С10, 2С13, 2С14.

От всей этой цепи остаются только ёмкие электролитические конденсаторы на 3300 – 4700 мкФ (35 – 50 V) на выходе преобразователя (2С11, 2С12).

На входе преобразователя для фильтрации помех от бортовой сети устанавливается П-образный фильтр (LC-фильтр + ёмкостной фильтр). Он состоит из дросселя на ферритовом кольце (2L1) и двух электролитических конденсаторов (на схеме – 2С8, 2С21). Иногда, чтобы увеличить общую ёмкость конденсаторов, ставят несколько конденсаторов и соединяют их параллельно. Конденсаторы выбираются на рабочее напряжение 25 V (реже 35 V) и ёмкостью от 2200 мкФ.

Кроме этого в промышленных схемах цепи перевода из дежурного режима в рабочий выполнены на базе маломощных транзисторов. В приведённой же схеме для включения усилителя используется обычное электромагнитное реле на 12 V.

В усилителях «CALCELL», «Lanzar VIBE», «SUPRA» в цепях обвязки микросхемы TL494CN установлена цепь из нескольких биполярных транзисторов. При подаче +12 V на клемму «REM» (Remote – "управление") происходит запуск преобразователя – усилитель включается.

Схема инвертора – двухтактный преобразователь. В качестве ключевых транзисторов используются полевые N-канальные MOSFET-транзисторы (например, IRFZ44N – аналог STP55NF06, STP75NF75) Также могут применяться и более мощные аналоги IRFZ46 – IRFZ48.

Чтобы увеличить мощность преобразователя в каждом плече устанавливается по два, а иногда и по три MOSFET-транзистора, а стоки их соединяются.

Благодаря этому через транзисторы можно прокачать значительный импульсный ток. Нагрузкой стоков полевых транзисторов являются две обмотки импульсного трансформатора. Он тороидальный, то есть в виде кольца с обмотками провода довольно большого сечения.

Так как с импульсного тороидального трансформатора напряжение снимается импульсное, то его нужно выпрямить. Для этих целей служат два сдвоенных диода. Один имеет общий катод (MURF1020CT, FMQ22S), а другой общий анод (MURF1020N, FMQ22R). Диоды эти непростые, а быстрые (Fast), рассчитанные на прямой ток от 10 ампер.

В результате на выходе получаем двухполярное напряжение ±25 – 27 V, которое требуется для "раскачки" мощных выходных транзисторов усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ).

О важных мелочах. Чтобы отремонтировать автоусилитель в домашних условиях, необходим блок питания на 12 V и ток несколько ампер. Я использую либо компьютерный блок питания, либо блок 12 V (8 А), который приобрёл для светодиодной ленты. О том, как подключить автомобильный усилитель дома, читайте здесь.

Также рекомендую заглянуть на страничку с примерами ремонта автомобильных усилителей.