Потужний перетворювач для живлення сабвуфера від бортової мережі 12 вольт

Мабуть, найважча частина конструкції підсилювачів для харчування каналу сабвуфера від бортової мережі 12 вольт. Про нього чимало відгуків в різних форумах, але таки зробити реально хороший перетворювач за порадами знавців дуже важко, в цьому переконаєтеся самі, коли справа дійде цієї частини конструкції. Для цього я вирішив зупиниться на збірці перетворювача напруги, мабуть це буде самим докладним описом, оскільки в ній викладено двотижневий працю, як кажуть в народі - від <> до <>.
Схем перетворювачів напруги море, але як право після складання з'являються дефекти, неполадки в роботі, незрозумілі перегріви окремих деталей і елементів схеми. Збірка перетворювача у мене затягнулася на два тижні, оскільки в основну схему було внесено ряд змін, в результаті я сміливо можу заявити, що вийшов потужний і надійний перетворювач.
Основним завданням була побудувати перетворювач на 300-350 ват для живлення підсилювача за схемою Ланзара, все вийшло красиво і акуратно, все крім плати, хімія для травлення плат у нас великий дефіцит, тому довелося використовувати макетну плату, але не раджу повторювати мої муки, паяти проводку для кожної доріжки, лудити кожну дірочку і контакт - робота не з простих, про це можна судити подивившись на плату зі зворотного боку. Для красивого зовнішнього вигляду на плату був приклеєний широкий зелений скотч.
ІМПУЛЬСНИЙ трансформатор
Основна зміна в схемі - імпульсний трансформатор. Майже у всіх статтях саморобних сабвуферних установок трансформатор роблять на феритових кільцях, але кільця іноді не доступні (як в моєму випадку). Єдине, що було - альсіферовое кільце від високочастотного дроселя, але робоча частота цього кільця не дозволяла використовувати його в якості трансформатора в перетворювачі напруги.
Тут мені пощастило, майже даром отримав пару комп'ютерних блоків живлення, на щастя в обох блоках були повністю ідентичні трансформатори.
В результаті було вирішено використовувати два трансформатора в якості одного, хоча один такий трансформатор може забезпечити бажану потужність, але при намотуванні обмотки просто на просто не влізли б, тому було вирішено переробляти обидва трансформатора.
На початку, потрібно зняти сердечок, насправді робота досить проста. Запальничкою гріємо феритову палицю, яка замикає основний сердечок і після 30 секунд жаркого клей плавиться і ферритовая палиця випадає. Від перегріву властивості палки можуть зміниться, але це не так вже й важливо, оскільки палиці в основному трансформаторі ми використовувати не будемо.
Так робимо і з другим трансформатором, потім знімаємо всі штатні обмотки, очищаємо висновки трансформаторів і спилюємо одну з бічних стінок обох трансформаторів, бажано спиляти вільну від контактів стінку.
Наступною частиною робіт, є приклеювання каркасів. Місце кріплення (шов) можна просто обмотати ізоляційною стрічкою або скотчем, використовувати різноманітні клеї не раджу, оскільки це може перешкодити вставці сердечника.
Досвід в складанні перетворювачів напруги був, але тим не менше цей перетворювач вижив з мене всі соки і гроші, оскільки в ході робіт було угроблю 8 полевиков і у всьому був винен трансформатор.
Досліди з кількістю витків, технології намотування і перетину проводів привели до радує результатами.
Отже найважче - намотування. На багатьох форумах радять мотати товсту первинку, але досвід показав, що для отримання зазначеної потужності багато не треба. Первинна обмотка складається з двох повністю ідентичних обмоток, кожна з них намотана 5-ю жилами проводу 0,8 мм, розтягнута по всій довжині каркаса, але поспішати не будемо. Для початку беремо провід з діаметром 0,8 мм, дріт бажано новий і рівний, без вигинів (хоча я використовував провід від мережевої обмотки тих же самих трансформаторів від блоків живлення).
Далі по одному дроту мотаємо 5 витків по всій довжині каркаса трансформатора (можна також мотати джгутом всі жили разом). Після намотування першої жили, її потрібно зміцнити, просто накручуванням на бічні висновки трансформатора. Після вже мотаємо інші жили, рівно і акуратно. Після закінчення намотування, потрібно позбавиться від лакового покриття на кінцях обмотки, це можна зробити декількома способами - гріти дроти потужним паяльником або здирати лак окремо з кожного проводу монтажним ножем або бритвою. Після цього потрібно залудити кінчики проводів, сплітаємо їх в косичку (зручно використовувати плоскогубці) і покриваємо товстим шаром олова.
Після цього переходимо до другої половини первинної обмотки. Вона повністю ідентична з першої, перед її намоткой першу частину обмотки покриваємо ізоляційною стрічкою. Друга половина первинної обмотки теж розтягнута по всьому каркасу і намотана в тому ж напрямку, що і перша, мотаємо за тим же принципом, за одній жилі.
Після закінчення намотування потрібно сфазіровать обмотки. У нас повинна вийде одна обмотка, яка складається з 10 витків і має відвід від середини. Тут важливо пам'ятати одну важливу деталь - кінець першої половини повинен приєднається з початком другої половинки або навпаки, щоб не виникли труднощі при фазировке, краще все робити по фотографіях.
Після старанної роботи первинна обмотка нарешті готова! (Можна попити пивка).
Вторинна обмотка - теж вимагає великої уваги, оскільки саме вона буде живити підсилювач потужність. Намотана за тим же принципом, що і первинна, тільки кожна половинка складається з 12 витків, що цілком забезпечує на виході двухполярной напруга 50-55 вольт.
Обмотка складається з двох половинок, кожна намотана 3-тя жилами проводу 0,8 мм, проводи розтягнуті по всьому каркасу. Після намотування першої половинки обмотку ізолюємо і поверх мотаємо другу половину в тому ж напрямку, що і першу. В результаті у нас виходять дві однакові половинки, які фазує таким же чином, як первинка. Після висновки очищають, сплітають і запаюють один до одного.
Один важливий момент - якщо вирішили використовувати інші різновиди трансформаторів, то стежте, щоб у половинок сердечка не було зазору, в слідстві дослідів, було виявлено, що навіть найменший зазор в 0,1 різко порушує роботу схеми, струм споживання зростає в 3-4 рази , польові транзистори починають перегріватися так, що кулер не встигає охолодити їх.
Готовий трансформатор можна екранувати мідною фольгою, але особливо великої ролі це не грає.
У підсумку виходить компактний трансформатор, який з легкістю здатний віддавати потрібну потужність.
СХЕМА
Схема пристрою не з простих, початківцям радіоаматорам не раджу зв'язатися з ним. Основа як завжди генератор імпульсів, побудований на інтегральної мікросхемі TL494. Додатковий підсилювач на виході побудований на парі малопотужних транзисторів серії ВС 557, майже повний аналог ВС556, з вітчизняного інтер'єру можна застосувати КТ3107. В якості силових ключів застосовані дві пари потужних польових транзисторів серії IRF3205, по 2 польовика на плече.
Транзистори встановлені на невеликі тепловідводи від комп'ютерних блоків живлення, заздалегідь ізольовані від тепловідведення спеціальною прокладкою.
Резистор 51 ом - єдина деталь схеми, яка перегрівається, тому резистор потрібен на 2 вати (хоча у мене всього 1Ватт), але перегрів недержавний, це ніяк не впливає на роботу схеми.
Монтаж, особливо на макетної платі дуже занудний процес, тому краще все робити на друкованій платі. Плюсові і мінусові доріжки робимо ширше, потім покриваємо товстим шарам олова, оскільки по ним буде протікати чималий струм, те ж саме і зі стоками полевиков.
Резистори на 22 ома ставимо на 0,5-1ватт, вони призначені для зняття перевантаження з мікросхеми.
Обмежувальні резистори струму затвора полевиков і обмежувальний резистор струму харчування мікросхеми (десяте) бажано на підлогу вата, всі інші резистори можна на 0,125ватт.
Частоту перетворювача задають за допомогою конденсатора 1,2nf і резистором 15к, зменшенням ємності конденсатора і збільшенням опору резистора можна підняти частоту або навпаки, але з частотою бажано не грати, оскільки може порушиться робота всієї схеми.
Випрямні діоди використані серії КД213А, вони краще за всіх справлялися, оскільки через робочої частоти (100 кГц) відчували себе відмінно, хоча можна використовувати будь-які швидкодіючі діоди з струмом не менше 10 ампер, також можливо використовувати діодні збірки Шотткі, які можна знайти в тих же комп'ютерних блоках харчування, в одному корпусі 2 діода, які мають загальний катод, таким чином для діодного моста вам знадобиться 3 таких діодних зборок. Ще один діод встановлений на харчування схеми, цей діод служить захистом від переплюсовкі харчування.
Конденсатори, на жаль, у мене з напругою 35 вольт 3300 мкф, але напруга краще підібрати від 50 до 63 вольт. На плече стоять два таких конденсатора.
У схемі використано 3 дроселя, перший для живлення схеми перетворювача. Цей дросель можна намотати на стандартних жовтих кільцях від блоків живлення. Рівномірно по всьому кільцю мотаємо 10 витків, дріт в два жила по 1 мм.
Дроселі для фільтрації вч перешкод вже після трансформатора, містять теж 10 витків, дріт з діаметром 1-1,5 мм, намотані на тих же кільцях або на феритових стрижнях будь-якої марки (діаметр стержнів не критичний, довжина 2-4см).
Харчування перетворювача подається при замиканні проводи Remote Control (Rем) на плюс харчування, цим замикається реле і перетворювач починає працювати. У мене використовувалися два реле, з'єднаних паралельно на 25 ампер кожна.
Кулери припаяні на блок перетворювача і включаються відразу після включення дроти Rем, один з них призначений для охолодження перетворювача, інший для підсилювача, можна також один з кольорів встановити в зворотному напрямку, щоб останній виводив із загального корпусу тепле повітря.
ПІДСУМКИ І ВИТРАТИ
Ну, що тут говорити, перетворювач виправдав всі надії і витрати, працює як годинник. У слідстві дослідів, він зміг віддавати чесні 500 ват і зміг би більше, еслиб не помер діодний міст блоку, яким мав перетворювач.
В цілому на перетворювач було витрачено (ціни вказані для загального числа деталей, а не для одного)
IRF3205 4шт - 5 $
TL494 1шт -0,5 $
ВС557 3шт - 1 $
КД213А 4шт - 4 $
Конденсатори 35в 3300мкф 4шт - 3 $
Резистор п'ятьдесят перший 1шт - 0,1 $
Резистор двадцять другого 2шт -0,15 $
Макетна плата - 1 $
З цього списку діоди і конденсатори дісталися даром, думаю крім полевиков і мікросхеми все можна знайти на горищі, попросити у друзів або в майстернях, таким чином ціна на перетворювач не перевищує 10 $. Купити готовий китайський підсилювач для саба з усіма зручностями можна за за 80-100 $, а товари відомих фірм коштують чимало, від 300 до 1000 $, натомість можна зібрати підсилювач ідентичного якості всього за 50-60 $ навіть менше, якщо знаєш звідки брати деталі , сподіваюся зміг відповісти на багато питань.