Для сборки усилителя мощности звуковых частот (УМЗЧ) нынешний рынок предлагает много готовых модулей. Также сабвуфер можно спаять из интегральных компонентов. Причём сделать это несложно, подходит для начинающих радиолюбителей. Да и микросхемы подобного типа стоят недорого. А если у кого есть опыт сборки сложных электронных схем, то можно повторить какую-нибудь на транзисторах.
За акустикой – в магазин онлайн или стационарный. Есть большой выбор по бюджету и характеристикам. Даже можно поэкспериментировать с корпусом, сделать его самому.
А вот блок питания (БП) тоже лепить самому? Или можно приспособить, например, компьютерный. Но, наличие частотного преобразователя в блоке для УМЗЧ класса D, где есть своё преобразование – не очень то хорошее решение. Одни гармоники, встретившись с другими, могут наплодить целый спектр. Искажения может и не будут слышны отчётливо, но качество звучания точно подпортиться. Как вариант: можно собрать БП на 50-герцовом трансформаторе.
Если нужен двухполярный блок – тоже можно готовый купить, например, на AliExpress. В любом случае придётся делать хоть какие-то расчёты, их то и давайте рассмотрим в этой статье.
Расчёт БП для УМЗЧ
Для подбора источника питания под уже выбранный усилитель, прежде всего, учитывают реальную номинальную мощность и напряжение питания всех модулей. Причём значение мощности, указанное на акустике или выходные параметры УМЗЧ – это не вся мощность, которой должен обладать БП. Поэтому расчёт надо делать исходя из реальных электрических характеристик выбранной системы. При проектировании УМЗЧ можно сделать соответствующие расчёты и выполнить усилитель с блоком питания на одну плату.
Расчёт мощности БП
Ватты, написанные на динамиках – это мощность, которую он может выдержать. И этот параметр устанавливается производителем. А у разных стран разные критерии его определения. Так что если он китайский, то его значение ничего не говорит.
Помню, у нас был проигрыватель грампластинок «Россия». В просторной комнате выдерживать звучание 2-х каналов на полной громкости было критично. Колонки выносили на улицу. В помещении слушали музыку только при положении регулятора громкости: не более чем на треть. Но и это считалось громким. Так вот: мощность того УМЗЧ была 2×4Вт, а на колонках указано 4,5Вт. Выходит нагрузка была мощностью, не более 9 Вт. Но там был установлен 25-ваттный БП.
Сейчас на китайских пищалках, размером в диаметре 2 дюйма, пишут 10Вт. А чуть большие по размеру – 100. Ну это же ведь не серьёзно. Поэтому расчёт мощности БП нужно делать, зная ток и напряжение. Достаточно перемножить эти величины – получится мощность. Если двухпалярное питание, то напряжение плеч (по модулю) складывается. А ток в обоих цепях примерно одинаков, поэтому для расчётов берётся его максимальное значение (одно).
Если БП имеет несколько выходов, то общая мощность будет равна сумме мощностей каждой линии. Такое возможно в усилителях, например, с ламповым выходным каскадом. Там используется низковольтная линия (примерно до 20В), высоковольтная (130 – 380В) и питание нити накала ламп (~6,3В). Их может быть больше. Максимально допустимый ток каждой линии питания умножают на напряжение – получится мощность.
Следует знать: Электронные компоненты силовой цепи БП должны иметь максимально допустимое значение тока, превышающее величину, используемую для расчёта мощности линии питания. К примеру: если линия питания должна иметь максимальный ток 1А, то все диоды выпрямительного моста и ток коллектора транзистора стабилизации должны иметь больший максимально допустимый параметр, чем 1А.
(Смотрите изображение выше).
Для питания ламповых каскадов точно не надо бояться импульсных источников. Те же преобразователи можно смело применять. Выходной трансформатор лампового каскада гармоники плохо воспроизводит. Впрочем, ламповый каскад более нелинейный, чем транзисторный. Просто коэффициент усиления ламп выше, поэтому легче реализовать более глубокую обратную связь и проще компенсировать искажения.
Так что схему БП для лампового усилителях можно построить на готовых модулях из повышающих преобразователей напряжения. Иначе придётся искать трансформатор с малым и большим напряжением + обмотка на нити накала ламп.
Расчёт напряжений источника питания
Если преобразование напряжения происходит из сети 50Гц, то требуемое значение потенциала при выпрямлении будет увеличено на конденсаторе фильтра в корень квадратный из 2. То есть для получения 25В мостовым диодным выпрямителем сетевая обмотка должна иметь не менее ~15В переменного тока. Для 15В – где то примерно ~11В. А для двухполярного ±15В – трансформатор должен выдавать ~22 – 24В с отводом от середины. Или иметь 2 обмотки по ~12В.
Если предполагается стабилизация напряжения, то входное его значение должно соответствовать величине, допустимой параметрами используемого стабилизатора. То есть, быть на пару вольт выше. В этом случае мощность рассчитывается, используя значение максимального входного напряжения стабилизатора, а не выходного.
Если же требуется 5-вольтовое напряжение для питания USB и прочих подобных систем, то его можно получить путём стабилизации каким-нибудь интегральным стабилизатором из постоянных 7 – 9В. Для этого переменное (50Гц) должно быть ~5 – 6,3В. Для маломощной шины 5В, менее 1А, напряжение к стабилизатору можно подвести с обмотки ~7 – 10В через 1 диод с конденсатором фильтра. Им может быть электролитический конденсатор, ёмкостью 1000 мкФ и более с напряжением до 16В.
