Назначение
В УМЗЧ, работающих в режимах AB, и особенно в А, остро стоит вопрос эффективного отвода тепловой энергии от транзисторов выходного каскада. Для уменьшения эффективной площади теплоотвода и, следовательно, итоговых габаритов самого усилителя, часто в конструкциях применяют активный метод охлаждения, заключающийся в принудительном обдуве теплоотвода небольшим вентилятором.
Для повышения эффективности активного метода охлаждения применяют схемы автоматического включения вентилятора в зависимости от температуры радиатора охлаждения. Ведь температура теплоотвода зависит от мощности на которой работает УМЗЧ, времени работы и окружающей среды.
Иногда, скажем, при прослушивании музыки на малой громкости, принудительное охлаждение вообще не требуется, а значит и нет необходимости включать вентилятор охлаждения.
Представленная в публикации схема, также применяется для автоматического включения вентилятора УМЗЧ, но её отличие, заключается в том, что для включения вентилятора необходимы два условия:
1. достижение определённого порога температуры радиатора (настраивается);
2. усилитель должен находится в в активном режиме, т.е. иметь выходное напряжение, подаваемое в нагрузку.
Думаю, что это наиболее эффективный метод, позволяющий рационально управлять вентилятором охлаждения.
Схема электрическая
Для контроля температуры применён аналоговый датчик от Texas Instruments LM35. Датчик производится в разных корпусах, но для крепления к теплоотводу удобно использовать корпус TO-220. Цена его составляет порядка 600₽ в рознице (до известных событий стоил 100₽).
Преимущества использования этого датчика – линейность выхода по напряжению в зависимости от температуры, составляющая 10 мВ на градус Цельсия. Например, при температуре 50С°, с выхода датчика снимается напряжение 500 мВ.
12-ти вольтовый вентилятор включается через транзистор VT2, которым управляет операционный усилитель (ОУ) DA2 через блокирующий диод VD3. Пока выход (1) DA2 высокий, транзистор VT2 заперт и вентилятор обесточен.
Условия включения вентилятора
1.С датчика DA1 должно прийти напряжение не менее 500 мВ (для номиналов, указанных на схеме), это напряжение соответствует 50С°. Повышать или понижать порог включения можно изменяя сопротивление резистора R6. При уменьшении его сопротивления порог срабатывания по температуре уменьшается, при увеличении возрастает.
2. Закрытие диода VD2, который подключен на прямой вход (3) DA2. Открытым его держат заряженные конденсаторы C1 и C2. При наличии сигнала с выхода УМЗЧ, транзистор VT1 отпирается и блокирует заряд этих конденсаторов. Они постепенно разряжаются, диод VD2 закрывается и напряжение на выходе ОУ плавно уменьшается.
Вентилятор останется включенным даже при завершении сигнала с выхода усилителя, пока температура радиатора не упадёт ниже 50С°. Причём включение и выключение вентилятора происходит плавно.
Конструкция
Чертёж печатной платы для схемы показан на рисунке выше.
Питание устройства осуществляется от того же источника питания, что и УМЗЧ, двухполярным напряжением 15…70 В.
Вентилятор используется напряжением 12 В, рассчитанный на ток не более 0,5 А.