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PRE AMPLIFICADOR DO MODULO DE POTENCIA PARA CARROS =2012
POTENTE FONTE DC-DC 12VOLTS 35V+ 0V 35V-
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Prefácio
Isto contribuiu projeto é resultado de uma considerável colaboração
entre Sergio e eu próprio, e não deve necessariamente ser visto como
um projeto completo em si, mas um trampolim para a compreensão
comutação fontes de alimentação, como funcionam, e que você pode fazer
com elas.
Esteja avisado - existe um risco considerável. Devido ao elevado
extremamente actual disponível a partir de uma bateria automóvel, um
pequeno erro pode facilmente levar a avaria catastrófica. Todos os
componentes electrónicos são ditas para conter o fumo (fio contém uma
quantidade enorme), e um talão de ferro da solda pode liberar uma
quantidade incrível. A sério, porém, o risco de queimaduras graves,
bem como a possibilidade de provocar um incêndio em seu carro são
muito reais, e não deve ser subestimada. 300A bateria de um carro pode
fazer uma vasta quantidade de danos em alguns milissegundos - o
fusível não deverá soprar (você irá usar um fusível, você não vai?) E,
em seguida, o dano pode ser extensa.
Em diferentes partes da Sergio parte do artigo, tenho acrescentou
algumas das minhas próprias informações. Isso é mostrado na recortada
pequena fonte texto.
Por favor veja a nota especial no final deste artigo para informações
importantes sobre o projeto.
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Introdução
As dificuldades de instalação de um sistema HI-FI, em um carro são
muitas, embora não haja dúvida de que o mais importante é a limitação
da tensão de alimentação do veículo. Quanto mais leitores já sabem, a
tensão nominal de um carro bateria é 12V, atingindo cerca de cobrança
quando 13.8V (ou seja, motor ligado).
O máximo RMS. potência de áudio a partir de uma dada tensão V é um
pouco inferior:
Pmax = (V / (2 x 2)) 2 / R
… RL onde está o orador impedância nominal.
Assim, por um sistema 13.8V, esse poder é limitado a cerca de 4 Ohm 6W
sobre uma carga. Note que o menor a resistência do orador, maior a
potência máxima (esta é a razão maior parte dos oradores um áudio 4
Ohm impedância nominal em vez dos mais comuns sistemas de 8 Ohm, em
casa).
Isso pode ser simplificada, em certa medida ...
P = (V / 3) 2 / RL
e um típico cálculo baseado em uma oferta dá 13.8V
P = (13,8 / 3) 2 / 4
P = 4,62 / 4 = 5,29 Watts
Isto permite a norma derrotas, e é aceitavelmente precisas a esta
tensão - a única forma real de saber se a medir o amplificador, uma
vez que as perdas variam em função da topologia da saída do estádio,
em particular.
Potência de saída pode ser aumentada por um factor de cerca de 4 a
ponte utilizando técnicas, explicado em mais pormenor na ESP projecto
14, de modo que podemos obter até cerca de 4 Ohm 24W em um alto-
falante. Isto pode ser suficiente para que o midrange e altas
freqüências, mas é obviamente muito limitada para um subwoofer
aplicação, por exemplo. (moral: a desconfiança de "4 x 45W" cabeça
unidades está bem aconselhada, pois eles certamente não estão falando
de potência RMS).
Então, o que pode ser feito para aumentar a potência disponível áudio?
A resposta simples é uma derivação da fórmula acima - quer diminuir ou
aumentar carga impedância da tensão de alimentação. Quanto menor a
impedância, o mais atual é necessária, tornando a construção da saída
de baixa impedância fases mais difíceis (há algumas outras limites
práticos), e por isso vamos aumento da tensão de alimentação.
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Alternar modo de alimentação de energia Basics
A grande maioria dos amplificadores de alta potência de áudio uso SMPS
(Switch Mode Fornecimento de energia) para gerar maiores tensões
disponíveis a partir do 12 (13-8) volts. Uma ampla explicação teórica
sobre a forma como estas coisas funcionam está fora do âmbito de
aplicação do presente artigo, mas estas são algumas ideias
fundamentais que você deve saber sobre mudar de modo fontes de
alimentação (SMPS) para automóveis ampères:
A tensão em corrente em que a bateria tem de estar ligado de alguma
forma a gerar uma onda AC adequado para um transformador. Como você já
sabe, um transformador basicamente converte a tensão AC, no seu
"primária" escalados para uma versão de que, no seu "secundária", o
fator escala transforma a razão de ser a principal para o secundário.
(Mais uma vez, tomar isso como uma extrema simplificação). Um
transformador não permite voltagens DC para passar, e há elétrica
(galvânica) isolamento entre ambos os enrolamentos.
A AC onda é normalmente uma onda quadrada que é relativamente fácil e
eficiente de gerar. As frequências geralmente se situam entre 25kHz e
100kHz ou mais, permitindo assim menor do que os transformadores
utilizados em aparelhos principal (a sua construção também é
diferente, seus núcleos não são laminada, mas feita de ferrites ou "pó
de ferro"). A comutação elementos têm de ser capazes de alta correntes
e deve também ser rápido e têm baixa comutação perdas. Normalmente,
poder MOSFETs ou alta velocidade são utilizados transistores bipolares
(alguns desenhos SMPS uso SCRs mas estes estão em minoria).
Uma vez que esta onda se intensificaram-se por um transformador, que
tem de ser rectificada filtrada novamente e voltar a DC, pois é isso
que queremos. Para aplicações de áudio, geralmente nós precisamos de
uma oferta simétricos, + /-35V, por exemplo. A rectificação é feito
com um diodo ponte, como seria utilizar um transformador convencional
em 50 ou 60 Hz. Note que para as frequências de que estamos a falar,
rápido ou ultra-rápido diodos são necessários.
Se precisarmos de uma fonte de alimentação regulada, algum tipo de
retorno deve ser fornecida a partir da saída carris para um
controlador que pode mudar alguns parâmetros do AC onda no primário do
transformador. Isto é normalmente feito com PWM (modulação largura de
pulso). Vamos explicar esta tarde, no "regulamentação" n º.
Sempre mantenha em mente que a energia não é criada uma dada… (total)
carris a bateria tensões razão, a corrente consumida a partir da saída
será (pelo menos) é multiplicado em 12V a entrada pela mesma razão,
assim, a potência total das estadas mesmo (assumindo 100% de
eficiência, e isso nunca é o caso). Um transformador genérico
"transforma" a tensão por um factor de Tr, atual por um factor de
1/Tr, e impedância no secundário por um factor de 1/sqr (TR), sendo as
voltas rácio Tr. Impedância é de pouca importância neste contexto.
Um bem construído SMPS pode chegar a 90% de eficiência. Portanto, se
você espera para produzir + /-35V a 6A (por ferrovia) fornecimento
(isto supõe 35x6 + 35x6 = 360W), em seguida, ser preparado para tirar
mais de 30A a partir da bateria! Felizmente, quando se fala de áudio
ampères reproduzir música, poder exigências são sempre muito menores
do que a pura sine ondas.
Neste ponto, o leitor deve compreender a magnitude das correntes
envolvidas em uma grande potência para um carro SMPS amplificador, e
que a extrema precaução devem ser tomadas principalmente quando liga o
"criatura" para o sistema eléctrico de carro.
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O sistema
O presente projeto descreve a construção de uma SMPS flexível capaz de
entregar poderes na ordem de 350W continuamente, em função do
transformador usado. A tensão de saída depende principalmente as
voltas do rácio enrolamentos primário e secundário, mas pode ser
ajustado para um valor ligeiramente inferior usando regulação. Isto
deve ser suficiente para alimentar um subwoofer 200W plus talvez
amplificador estéreo 2 ampères para os médios e altos.
Faz parte de um veículo completo ampères que tenho construído, com 6
etapas baseada no poder da National LM3886 Amplificador Overture. Eles
podem ser combinados em um> 250W / 4 Ohm subwoofer canal plus 2 x 65W
/ 4 Ohm meados + alto canais, alternativamente, em 2 x 120W / 4 Ohm +
2 x 65W ou até mesmo para formar uma multicanal 6 x 65W / 4 Ohm
amplificador , De forma que ele é extremamente flexível e de alta
potência sistema sem renunciar a qualidade do som. A ponte paralela
técnicas necessárias para fazer isso possivelmente será descrito em um
outro projeto.
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Construção do SMPS
A completar o esquema de SMPS é mostrado abaixo.
Nota: Este é Sergio da versão original da oferta, o mostrado na figura
9 é provável que seja o mais comumente utilizado, pois é algo simples,
mas tem praticamente idêntico desempenho. [ESP]
Figure 2 - Switchmode Controller Schematic
Existem três blocos principais descritos a seguir ...
A - Switching MOSFETs e transformador
B - Retificação e filtragem
C - Controle circuito
A - Switching MOSFETs e Transformador
Os selecionados comutação topologia é chamada de "push-pull"
conversor, porque o transformador tem uma dupla primário (ou um
"centro-tocou" um, se o seu preferido). O centro torneira é
permanentemente ligado à bateria do carro (através de um filtro LC
para evitar a criação de picos na bateria linhas, o que poderia
afetar outros equipamentos electrónicos no carro). As duas
extremidades do primário são conectados a um par de MOSFETs
paralelo que cada um empate no terreno-los a cada ciclo de condução
(Vgs dos correspondentes MOSFET alta).
Estes MOSFETs deve ser rápido, capaz de resistir a altas correntes
(em excesso de 30A cada, se possível) e tem o mais baixo possível
RDS (a). A proposta de Semicondutores's On-MTP75N06 pode resistir
75Amp e tem um RDS (a) abaixo de 10 milliohm. Isso é importante,
porque a essa resistência é menor, menos potência que estão indo
para dissipar quando se muda com uma onda quadrada. Outra
alternativa são MTP60N06, ou o mais popular BUZ11 e IRF540.
Apesar de o mostrar um esquemáticos anterior bipolar push-pull
fase, você também pode ligar diretamente para o portão resistor a
controlar a saída do IC, deixando de fora os transistores, como o
SG3525 é capaz de conduzir até 500 mA (teoricamente), mais de o
suficiente para mudar a MOSFETs rápido.
B - Retificação e Filtragem
Se um aspecto secundário para o lado do SMPS, ela lembra exatamente
o esquema típico de uma alimentação PSU, com uma diferença
fundamental - a comutação diodos tem que ser rápido ou ULTRAFAST,
se você usar um diodo ponte padrão o sistema simplesmente irá
soprar up (e isto pode ser muito impressionante, acreditem!) Apesar
de um diodo ponte está representado, ela pode ser feita com
discretas diodos também. Use alta corrente (10 Um mínimo adequado e
uma tensão nominal) diodos. Eu recomendo 4 x TO220 dupla diodos que
podem ser paralelo para formar um só um em cada pacote.
Você pode se surpreender que os capacitores não são muito grandes.
Isto é devido à alta frequência comutação. É importante que eles
são queridos e de boa qualidade deve ser avaliado 105 graus para a
operação. Ripple actual classificação e de baixo ESR (equivalente
resistência série) é muito importante para qualquer mudança
abastecimento. Na minha opinião, 5000uF por comboio é suficiente.
C - controle circuito
O controlador é um SG3525 IC. Ele abrange todos os subsistemas
necessários para gerar uma periodicidade fixa, compare com uma
referência a modular a sua largura de pulso e de conduzir duas
saídas sem sobreposição. Ele funciona a partir de 8 de 35V e de
filtragem da oferta é recomendado, como mostrado. Tal como referido
acima, você pode conectar as saídas directamente para o portão de
resistores a MOSFETs se você não deseja incluir as fases bipolar.
O resistor e capacitor RT CT fixar freqüência de oscilação.
Experimentação me mostrou que cerca de 35kHz produz bons resultados
com o meu transformador. Outra capacitor, CSS fixa o "arranque
lento" tempo - quando você ligar o sistema, aumenta a largura de
pulso de 0 até o valor estável, limitando assim a "energização"
atual, um bom recurso para evitar "thumps" no falante e proteger a
instalação eléctrica. Também tem um pino que permite desligar o
controlo de SMPS de um sinal externo (REMOTE unidade a partir da
cabeça, por exemplo).
Neste projeto, layout é crítica, incorretas ou excessivamente longa
faixa larguras traços podem ter elevado inductances e produzir
picos que podem tornar o golpe MOSFETs up. ESP provavelmente irá
oferecer um adequado PCB layout é suficiente se houver interesse
por ela.
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Transformador construção detalhes
Este é o mais crítico parte do projeto, e você tem duas opções de
compra de uma unidade comercial com a potência necessária e
transforma ratio (difíceis de encontrar, apenas um único fornecedor
encontrado no momento da escrita), o vento ou a sua própria.
Se você escolher a sua própria vento transformador (como se você
tem muita escolha), você tem que decidir de que forma núcleo de
usar. O material é preferível ferrite, que possui alta
permeabilidade (capacidade de "comportamento" do fluxo magnético)
ou ferro em pó, que tem uma baixa permeabilidade, mas é menos
provável a saturar. A maior parte dos transformadores uso comercial
ferrite, e pó de ferro é geralmente o melhor material para filtrar
angustiado (indutores) que carregam substancial DC.
Por exemplo, com um padrão ETD39 núcleo você poderia, teoricamente,
construir uma> 350W abastecimento. Winding este tipo de núcleos não
é muito difícil, mas você terá de seguir algumas orientações me
prestar a seguir, em ordem a ter bons resultados.
Outra possibilidade é usar um toroid. É possível extraí-lo de uma
grande potência inductor. Tal como um guia, um 4 centímetros de
diâmetro toroid com uma secção de cerca de 1cm2 pode ser utilizada
para a> 250W SMPS. Winding é um pouco mais complicada que a ETD
núcleos, mas com um pouco de prática não é muito difícil também
Toroidal cores
ETD-type cores
Toroid from ITL 100 inductor (Wilco Corp).
(Remove the thick wire before winding! :-)
Estas são algumas diretrizes gerais dissolução de todos os tipos de
núcleos:
Você deve usar fio de cobre esmaltado para todos os enrolamentos.
Tenha também em mente que quando se trabalha com altas freqüências, a
secção eficaz do fio é muito menor do que a um físico, devido à "pele"
efeito (o atual concentra-se apenas na parte exterior do fio). Tal
como correntes elevadas estão envolvidos aqui, a secção do fio é muito
importante, (se você não quiser que o esmalte de fusíveis devido ao
calor produzido pelas perdas resistivas do fio e de curto todos os
enrolamentos). Uma boa prática é usar vários fios finos, em paralelo,
em vez de uma única um espesso. Isso também facilita a dissolução. Por
exemplo, seis 0,4 milímetro de diâmetro fios podem constituir um
instrumento adequado para uma 300W oferta primária. O mesmo se aplica
ao secundário, apesar de a actual é reduzido para que você possa usar
menos fios (3 ou 4, por exemplo). De agora em diante, vou referir-se a
cada fio compostas como "sinuoso", e para cada um fio fino como "fio".
Os fios devem ser rigorosamente ferida. Você deve vento a principal em
primeiro lugar, tentando abranger toda a superfície do núcleo e, em
seguida, o secundário sobre ele na direção oposta, para maximizar a
inter-dissolução engate.
Um bom ponto de partida é usar 4 voltas para cada primária (ou seja, 4
voltas, e um outro centro torneira 4 voltas no mesmo sentido). Para
calcular o número de voltas do enrolamento secundário, multiplicar
pelo rácio voltas. Por exemplo, se você quiser construir uma + /-30V
abastecimento, o rácio é gira 30/13.8 = 2,2 aprox, de forma vento 2,2
x 4 = 8,8 voltas (9 melhores voltas, para superar as perdas diodo)
para cada secundário (que é, novamente, 9 voltas, e um outro centro
torneira 9 voltas no mesmo sentido).
Para começar a dissolução, ter o número de fios finos que você decidiu
utilizar (6, por exemplo) no ensino primário, todos juntos. Deixe
cerca de 3 ou 4 centímetros para fora do núcleo para facilitar a
ligação a bordo e começar a dissolução. Quando você tem ferida
COMPLETA 4 voltas, ir para fora do núcleo e cortadas em 3 ou 4 cm.
Agora você tem o primeiro primária. Em seguida, iniciar novamente na
mesma direção dissolução os outros 4 voltas e no final deixar mais 3
ou 4 centímetros para a conexão. Twist juntos os fios finos de cada
enrolamento nas extremidades, para facilitar solda.
O verniz do fio destina-se a fornecer isolamento elétrico, assim que
você tem para removê-lo nas extremidades para fazer as ligações para o
conselho de administração. Certifique-se de retirar cerca de 1
centímetro para o fim em todos os fios que você usa. Você pode fazer
isso usando um solvente especial ou com uma lixa e muita paciência
ANTES dissolução.
A seguir, são fotos de dois modelos de transformadores. A esquerda é
um toroidal uma ferida eu próprio me usando o núcleo de uma grande
inductor de Wilco Corporation (ITL-501), e é um direito a uma unidade
comercial de um fabricante E.U. (2x3: 1, 350W). Ambos trabalharam
similarmente.
Left - Home Made Transformer. Commercial Transformer - Right
Esquerda - Home Made de Transformação. Comercial transformador -
direito
Outras observações
O relé permite desligar a alimentação de energia do que o computador
remoto (ou "Antena Elétrica" o chefe de unidade. Consumo de energia
quando desligado é, então, apenas o portão correntes do MOSFETs (A
poucos AN) e da base atual do transistor que controla o relay (alguns
UA). Nada de se preocupar com, certamente.
Ligue um grande estrangulamento em série com a oferta, dado que esta
mudança irá eliminar o ruído que possa interferir com outros aparelhos
eléctricos. Você pode usar o toroid que filtra o +5 V saída de um
computador antigo abastecimento. (ver figura a seguir
My system's input choke, obtained from an old PC power supply.
meu contributo estrangulamento do sistema, obtidas a partir de um
computador antigo do abastecimento de energia.
Todos os cabos, principalmente o lado primário deve ser aferido
pesados, a fim de minimizar as perdas e evitar a sobre-aquecimento dos
condutores. O PCB faixas devem ser suficientemente espesso, tão breve
quanto possível, e reforçada com uma generosa camada de estanho e
possivelmente com arame soldado.
Coloque os dois fusíveis em carris realizações, uma vez que pode
salvar-lhe um monte de cabeça quando você curto-los a solo, etc Eu
usei dois norma 6.3A fusíveis.
Monte o retificador a diodos e MOSFETs, relativa a um digno heatsink,
e tenha em mente que eles devem ser eletricamente isolados. Siga as
recomendações habituais heatsink montagem (graxa térmica, etc.) TO220
pacotes são fáceis de manipular.
Detalhe do arranjo MOSFET
Observe o isolamento pad (um para todos) e os fios grossos oferta.
Isolamento individual almofadas podem ser utilizadas sem qualquer
perda de performance. Uso de um aperto bar irá dar melhor condução
térmica heatsink para o suporte, mas não mais de apertar, ou o suporte
irá dobrar.
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Testes
Este projecto lida com bastante grandes potências, de modo que vale
bem a pena de passo-a-passo antes de se lamentar testes sopram em
todos os seus trabalhos até um microsecond.
Para os ensaios, utilizar uma grande fonte de alimentação 12V a 13.8V,
limitando a corrente se possível, e capaz de entregar pelo menos 10 a
20 amperes (ver projecto 77). Se você não tem de que, um computador PC
PSU irá trabalhar (embora você não terá mais de 80-90W, mas é
suficiente para fins de teste e quase indestrutível). Não ligue as
empresas com PMS um carro bateria a primeira vez que você teste (que
pode ser realmente perigoso!). Um 10A fusível em série com a oferta
12V também é uma boa ideia. (Você não sabe em que medida! ;-)
Os cabos a partir do fornecimento de o amplificador deve ser tão breve
quanto possível e pesados aferido, para minimizar as perdas. Primeira
vez que eu me havia testado o amplificador uma diferença de 1 volt a
partir de um lado para o outro no cabo de apenas 1,5 metros: o cabo em
si foi dissipação mais de 15W!. Portanto, ao calcular a eficiência,
sempre medir a tensão de alimentação apenas a entrada de empresas com
PMS para esta conta.
Em primeiro lugar, apenas com o chip SG3525 e seus componentes
associados (não MOSFETs), verifique se você tem uma muito limpo 12V
onda quadrada, em cada saída (180 º fora de fase e não se sobrepõem
SEMPRE). Verifique também que quando você liga-sobre o poder, ele
começa a partir de 0% a 50% dever ciclo em cerca de um segundo ou
dois.
Depois de ter presente, você pode montar o MOSFETs. Faça-o em um
heatsink, mas esteja ciente de que as guias são conectados ao
Escorrer, de modo proporcionar isolamento (mica + arruelas plásticas,
as coisas habituais). Depois solda a transformador e assistir a
principal forma de onda com um osciloscópio (10:1 usar uma sonda
apenas no caso de você ter grandes espigões, a fim de evitar danos ao
instrumento). Você deve ter uma onda quadrada de cerca de 25-26V de
pico a pico e os picos mais pequena (superação) quanto possível.
Trata-eles são mais elevados do que 30V (de terra), você pode tentar
re-vento transformador para melhorar o acoplamento. Você também pode
reduzir o excesso utilizando a rede snubber mostrado no esquema,
apesar de dissipará um pouco de potência (uso 2W resistências e
condensadores 100V), portanto, apenas monte-las se for necessário.
Uma vez que você tenha uma onda limpa, você pode soldar o retificador
e capacitores de saída e ver o que você tem na positivos e negativos
carris. Você deve ter a mesma tensão em ambos, e que deveria ser
semelhante ao que você calculado.
Agora tente carregá-la com potência resistências. Comece com um baixo
consumo de energia (cerca de 20W) e observar a mosfets, rectificadores
e transformador com cuidado para ver que eles não aquecer. Também
assistir a corrente consumida a partir da oferta 12V. A potência (V x
I) deve ser apenas um pouco mais elevada do que a que a carga de
saída. (Espere um modo ou de 80% de eficiência).
Se tudo correr bem, aumentar a carga (diminuir a sua resistência
valor). Os mosfets deverá chegar depois de um tempo quente com cargas
pesadas (cerca de 100W), e deverá manter a eficiência elevada (sempre
superior a 75-80%).
Quando você está totalmente certo de que tudo funciona como esperado,
você pode avançar para conectá-lo ao carro fiação elétrica (veja
"Instalação procedimentos" parágrafo). Primeira vez que você vai notar
uma faísca devido à súbita cobrar dos grandes contributos capacitor, a
menos que você conecte um resistor na primeira série (muito boas
práticas) para permitir a cobrança é lenta e, em seguida, removê-lo
para o funcionamento normal.
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Instalação procedimentos
Para sua própria segurança e de automóvel, é muito importante que se
preste uma atenção especial ao instalar o suprimento de energia (e
amplificador) no seu carro. Estas são algumas recomendações que todos
devem seguir atentamente:
O fornecimento deve ser levado diretamente a partir da bateria, e não
para o rádio ou outros +12 V cabos, como se só golpe ou queimá-las,
com o risco de um incêndio no carro. A oferta deve ser de arame
adequado secção, cerca de 5 mm de diâmetro (excluindo a cobertura
plástica), no mínimo.
Um fusível deve ser ligada em série com a oferta fio, tão perto quanto
possível da bateria, pois de outra forma, no caso de uma colisão, o
fio pode ser curto para terreno, que irá produzir um incêndio. Esta
não é uma piada! A bateria pode produzir em quantidade superior a 300
A, que pode queimar praticamente nada em uma fração de segundo.
Outra fusíveis devem ser colocados à entrada de +12 V do amplificador,
a fim de protegê-la de longo curso. Minha recomendação é a de colocar
um valor menor do que o definitivo e testar o amplificador para daqui
a alguns dias para ver se ele overheats, etc Por exemplo, um fusível
10-15A podem ser adequadas.
A primeira conexão que você tem que fazer para o amplificador está
Ground, e que deve ser firmemente aparafusada ao chassis do carro tão
próximo quanto possível com o amplificador fio grosso. Note que, se
você ligados, por exemplo, o primeiro sinal cabos RCA, e depois o fio
+12 V, a entrada capacitores ia tentar cobrar regressam à terra
através dos cabos de áudio, possivelmente arruinar o preamplificador
da cabeça unidade.
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Que regulamenta a alimentação de energia
O projeto tem excelentes carga própria regulamentação, e os carris
tensão é quase exclusivamente determinado pelo ratio voltas, mas tem
intrinsecamente linha zero regulamento (basicamente, é "simplesmente"
multiplica a tensão de alimentação com as voltas ratio), embora este
não é um problema em um carro, quando a bateria tensão permanece
essencialmente constante.
Se o resultado obtido tensões são muito elevados e você não pode (ou
não querem) modificar os enrolamentos, você pode usar a regulamentação
a eles um pouco mais baixo. Por exemplo, eu uso um transformador 3:1
que daria cerca de + /-38V sem regulamentação que é inaceitável para o
meu LM3886 fases de ser seguro, assim que eu ter regulamentado a + /-
26V. Os MOSFETs vai sofrer mais, porém, de forma regular a oferta
apenas se estritamente necessário.
Você pode instalar o feedback potenciômetro e defini-lo de forma a ter
referência zero tensão para desactivar regulação, ou aumentar o seu
valor para regular a tensão desejada.
NOTA: regulamento irá trabalhar melhor com indutores de saída apenas
entre o retificador diodos e os capacitores de saída. 10 a 100 UH com
núcleo de ferro em pó e, pelo menos, 8A actual classificação pode ser
suficiente. (Eu não usá-los e os meus trabalhos fornecimento fiável,
embora eu nunca colocá-la à potência limites). Você também pode
melhorar a segurança paralleling mais MOSFETs, de modo que os actuais
através deles é partilhada. Isso melhora a eficiência também um pouco,
se o total da RDS (a) é reduzido.
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Obtendo + /-12V a partir do SMPS para Preamplifiers
Se você precisa para poder opamps para um crossover, equalizador ou
preamplificador, você pode obter um simétrico + /-12V (por exemplo) a
partir da principal oferta carris, simplesmente com uma resistência,
zener e capacitor. (ver figura 1 do Projeto 27). Lembre-se de usar 1
ou 2W resistores e diodos zener. Você pode obter cerca de 25-50 mA
isso sem problemas.
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Informações adicionais
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O seguinte material é de pesetas - existem algumas sugestões e
informações adicionais, bem como uma versão simplificada do SMPS.
Embora a minha versão da alternância é simplificada, tal não implica
que o desempenho é inferior Sergio's original, mas é o resultado das
minhas próprias experiências e testes. Podemos estar em lados opostos
do planeta, mas houve considerável colaboração durante o
desenvolvimento da oferta, e eu já construído e testado a versão
mostrado abaixo.
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MOSFETs e térmica Runaway
Foi alegado que MOSFETs são imunes térmica de fuga, uma vez que têm um
coeficiente de temperatura positivo para a sua "a" resistência.
Enquanto isto pode ser parcialmente verdade para uma classe AB-
amplificador potência, é completamente falsa para uma mudança
abastecimento.
Por exemplo, um push pull SMPS usando um IRF540 MOSFET um lado 30A
chama a plena carga. Se se verificar a ficha, concluímos que RDS (a) é
0,044 Ohm (44 millohms) a 25 graus C, então nós sabemos que ele irá
gerar
P = R = I2 x 302 x 0,044 = 900 x 0,044 = 39 W pico (por transistor).
Em 50 graus (não raro em um carro que tem sido ao sol durante algum
tempo), RDS (a) será de cerca de 1,25 vezes o valor em 25 graus (esta
é a partir da ficha), ou 0,055 ohms. Power dissipação será agora 49W,
de modo a heatsink tem de dispor de maior calor. Nós podemos garantir
que o excesso de calor fará com que o heatsink a temperatura subir
ainda mais, o que irá aumentar RDS (a), e que irá fazer o heatsink
mais quentes, e… BANG
Garantir que você usar paralelismo dispositivos e um bom heatsink irá
reduzir a probabilidade de esta forma dramática. Dois MOSFETs
compartilhamento da carga dissipará 1 / 4 da potência (cada) de um
único dispositivo, e de uma menor resistência térmica para o heatsink
também.
P = R = I2 x 152 x 0,044 = 225 x 0,044 = 9,9 W de pico (por
transistor) - 19,8 W para ambos
O poder demonstrado por transístor é o pico - real (RMS) poder (por
dispositivo) é metade da que é calculado. A potência total dissipada
por ambos os transistores (ou conjuntos de transistores, no caso dos
dispositivos paralelo) é mostrado o valor integral, uma vez que quando
um dispositivo está "ligado", o outro é o "off" e vice-versa.
Naturalmente, a máxima dissipação só irá ocorrer no máximo (contínua)
amplificador potência - a vida real requisitos são geralmente um pouco
menos, contudo, é essencial que o desenho é capaz de contínuo "pior
caso" dissipação de assegurar uma margem de segurança adequadas.
Eu recomendo fortemente que você faça os cálculos você mesmo, e
certifique-se de que você entenda as implicações.
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Regulamento
Normalmente, seria de esperar uma regulamentação como mostrado na
Figura 1, porém, usando o feedback controlador de entrada do IC confia
demasiado pesadamente sobre a impedância do abastecimento DC linhas.
Normalmente, são utilizados indutores de saída (com um adicional
"flyback" diodo) para fornecer uma largura de pulso de tensão
conversor. A maioria dos sistemas comerciais parecem se utilizar um
conversor não regulamentadas, pelo que eu considero que esta vai ser
bastante aceitável, na prática. Os testes têm mostrado que até agora
com uma carga de cerca de 150 Watts, o regulamento foi quase
inteiramente dependente da tensão diminuição da oferta line!
Bem como sendo não regulamentada, há um par de outras alterações no
circuito. R8 (100 Ohm) é conectado entre o timing capacitor e descarga
pinos do controlador IC. Isto introduz um "tempo morto" em que ambas
as saídas são desligadas, ea razão para isto é o de assegurar que o
poder MOSFET pares nunca podem ser ligadas ao mesmo tempo - isto deve
acontecer, uma vontade muito grande fluxo atual (embora para apenas um
microsecond ou menos). Desde que eu não uso o extra comutação
transistores e maior valor usado portão resistores, os mortos tempo é
importante.
Eu também aumentou a frequência comutação. Tal como demonstrado, o
oscilador interno é executado em aproximadamente 50 kHz (meu protótipo
é executado em 54kHz), onde Sergio's original foi projetado para
comutação 35kHz. A diferença é determinada pelo resistor IR sobre o
pino do controlador, no meu caso, 12k.
Regulamento como é óbvio, o circuito muito mais complicada, e como
acima se referiu, é a minha versão não regulamentada. Isso irá manter
máxima eficiência, e também reduz a dependência em relação a saída
filtro capacitores - eles são efectivamente alimentados com quase puro
DC a partir do retificador a todos os carregamentos, de modo
armazenamento tempo não é um problema. Relativamente pequenos
condensadores filtro pode ser utilizado, bem como a saída será ainda
bastante limpo.
Não é de surpreender que o transforma rácio é muito importante se
regulamento não é utilizado. Assumir uma tensão de alimentação de 12V
para permitir perdas. Para obter + /-24V, transforma a proporção é 1:2
- para cada turno sobre o primário, vai haver 2 voltas com o
secundário. Este é o mesmo que o Sergio da descrição, e as mesmas
regras aplicáveis. Ao contrário de uma alimentação normal fornecido
com um transformador sinewave, a mudança é uma forma de onda
squarewave, de modo que o pico e RMS os valores são os mesmos (em
outras palavras, não existe qualquer 1,414 conversão, como seria o
caso com uma frequência eléctrica transformador). O problema com isto
é que a 12V assumiu a plena carga será 13.8V sob luz ou de carga
normal, de modo a tensão será maior do que o esperado. Usando o mesmo
transformador como acima (1:2 voltas ratio) a carga não-tensão de
saída será 27,6 volts - certifique-se de que você não exceda a tensão
nominal do amplificador!
Figure 9 - Simplified Version of Switching Supply
Uma vez que o transformador é relativamente fácil de vento, não é uma
tarefa difícil para desmantelar e adicioná-lo (ou remover) secundário
voltas para obter o direito de tensão. O meu protótipo transformador
utilizado 5 +5 voltas para o ensino primário, e eu usei 3 vertentes de
0,8 milímetros dissolução fio torcido em conjunto. Há muito espaço no
núcleo recomenda, por isso seria fácil de usar a 5 vertentes vez mais
baixos para os prejuízos.
Note que na supra (Fig. 9), o pesado leva a proceder mostrado
substancial atual, e deve ser calibrada em conformidade. Eu não
recomendo PCB vestígios ser utilizado, uma vez que a actual envolvidas
é simplesmente demasiado elevados. Dado que a densidade de corrente
sugeriu PCB faixas é 4,0 A, para um 100 "tu" (0,1 "ou 2,54 mm)
acompanhar e, em seguida, para 30A você precisa de uma faixa 0,75" (19
mm) largura! Esta situação é difícil para acomodar a bordo de qualquer
impresso.
Eu também eliminou o relé, mas ao custo de uma pequena corrente quando
a unidade não está operacional. O SG3525 tem uma parada programada
para o pino apenas esta finalidade. Um sinal de que o computador
remoto vai virar a cabeça ampères Q1, e remover o sinal de desligar o
controlador. Ela se comporta exatamente da mesma maneira como se poder
tinha acabado de ser aplicada e que a unidade ficará totalmente
operação em cerca de 2 segundos ou menos. Atual dreno quando desligada
será de cerca de 1 a 2mA - consideravelmente menor do que o relógio no
carro. Bateria quitação não irá ocorrer como resultado desta corrente
muito pequena, que pode ser ignorada como insignificante.
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Construção
Eu recomendo que uma EDT39 ferrite núcleo é utilizado. Estes são
fáceis de vento, e são capazes de cerca de 350W de saída. Tenha em
mente que isto representa uma considerável corrente bateria em pleno
poder, na ordem de 30 a 35 ampères! Heavy transformador enrolamentos e
fornecimento cabos são essenciais, e os contributos filtro deve ser
capaz de resistir a essa corrente sem saturação do núcleo.
O antigo para estes núcleos é bastante grande, e você pode decidir o
corte de montagem seções completamente desativado. Não esquecer que o
transformador deve ser montado de algum modo, porém, por isso, sugiro
que você tem um plano. Nesta fase, só estou experimentando, e não têm
um plano. Estou disposto a dar detalhes da solução quando eu realmente
ter um.
Todos os comentários anteriores de Sergio's aplica a esta versão, por
isso certifique-se de ler o seu material completamente. Não me
proponho a abranger as mesmas instruções de novo, uma vez que Sérgio
já fez um excelente trabalho.
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Protótipo Testes
Eu tenho feito alguns testes iniciais, mas ainda não conectados a
ponte e capacitores de saída. Com o que foi destinado a ser 12 +12
voltas sobre o secundário, eu aceitavelmente obteve uma onda limpa com
alguns exageram com o secundário descarregado. Saída de tensão era de
cerca de 38V pico e, por isso, obviamente tinha um turno mais do que
eu pensei que eu fiz (entrada de tensão foi 14V DC). Eu não posso
sublinhar fortemente o suficiente para que a dissolução processo é
crítico para o sucesso do seu transformador, e você deve esperar ter
um casal de tentativas antes de obtê-lo exactamente. O pequeno número
de voltas necessárias torna muito mais fácil do que isto seria
possível de outro modo.
Durante o meu teste, minha fonte de alimentação e de carga se tornou
realmente muito quente, mas os MOSFETs (Eu costumava IRF540s)
permaneceu cool, apesar de serem montados em uma pequena heatsink
mentir sobre o meu trabalho. Isto indica que a heatsinking requisitos
são facilmente alcançável, mas não significa que você pode ser
negligente com a montagem. Meu transformador também se manteve fria,
sem qualquer sinal de enrolamentos o núcleo ou até mesmo ficar quente.
Este aspecto deve ser considerado um desenho meta. Mesmo que eu usei
para levar a minha carga se tornou quente, de modo a potência de saída
foi de facto muito real!
Você precisará de um osciloscópio (ou pelo menos o acesso a um) ou o
projeto será muito mais difícil de construir e testar. Um projeto como
este assenta em grande atenção e cuidado medições se certifique de que
ele irá executar como esperado. Tentativa esta sem um osciloscópio não
é recomendada.
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Atenção:
Este projecto já foi criado muito mais dúvidas via e-mail desejado ou
do que eu esperava. Para todos os planos que a tornar esta oferta ...
você é essencialmente sobre o seu próprio. Eu não posso (e não) ser
estabelecida em longas trocas de e-mails se você não pode fazer o
abastecimento trabalho.
Esse trabalho se faz construído como descrito é certo, que você será
capaz de atingir os mesmos resultados não é. Se você não tem (ou pelo
menos ter acesso a) um osciloscópio - nem sequer pensar em tentar
fazer a oferta, como não será possível a fim de garantir que o direito
ao ciclo do controlador é exatamente 50%, ou que não existe um grave
superação ou toque na saída.
Por favor não me mande não e-mails pedindo ajuda. Eu simplesmente irá
remeter para este número - Eu não posso diagnosticar seus problemas
através de e-mails, e não vai sequer tentar. É inteiramente da
responsabilidade de construtor de determinar as suas capacidades antes
de começar.
A construção de qualquer mudança abastecimento está cheio de
dificuldades, os riscos (incluindo mas não limitado a elecrocution!) E
de problemas que precisam ser abordadas. Eles não são simples (apesar
das aparências) ou fácil, e há muitas coisas que podem correr mal. Se
você não está 100% confiante de que você compreende as questões
envolvidas, por favor, faça você mesmo um favor e construir outra
coisa vez.