Выходные каскады усилителя мощности звуковых частот (УМЗЧ) лучше всего питать от отдельного блока питания (БП). Тем более, что в некоторых схемах используется двухполярное напряжение. В таких случаях приходится создавать или искать специальный БП соответствующих параметров. Для обеспечения необходимой выходной мощности и напряжения можно задействовать несколько питающих устройств или применить преобразователь.

Как узнать напряжение мощность и ток блока питания для усилителя

Мощность БП должна превышать не менее, чем в 1,4 раза суммы мощностей всех каналов усилителя. Если имеются предварительный усилитель или звуковоспроизводящее  устройство, то его желательно питать от отдельной линии. Это достигается отдельной обмоткой сетевого или импульсного трансформатора.

Итак, чтобы узнать максимальную мощность интегрального усилителя (микросхемы) пользуются даташитом. Исходя из указанных там параметров, выбирают оптимальный режим работы усилителя:

• Напряжение питания;
• Сопротивление нагрузки.

К примеру, если взять микросхему TDA2030, то на нагрузке 4 Ом она выдаёт 12 Вт мощности, а на 8 Ом — 8 Вт. Максимальное напряжение питания для однополярного блока 28 В, а для двухполярного ±14В. Если используется акустическая система, сопротивлением 4 Ом, то минимальная мощность трансформатора, для стереофонического УМЗЧ, должна быть:

Р=1,4×12×2=33,6Вт.

Итак, округляем до 35 Вт. Номинальное напряжение будет чуть ниже максимального — 24 В. Предельный ток рассчитывают, исходя из полученной мощности и максимального напряжения:

I=33,6Вт/28В=1,2А.

Можно сделать запас, применив диодный мост и транзистор стабилизатора БП с током, не менее 1,4 А.

При этом задействовать электронные компоненты на 5 – 10 А  не стоит. Также как и БП, мощностью выше 40 Вт, для данного случая, применять нецелесообразно. Стоит учесть, что сетевые трансформаторы имеют немалую цену, которая с ростом мощности, круто поднимается вверх. То же относится и к импульсным БП. А их самостоятельное изготовление под силу не всякому радиолюбителю.

При расчёте трансформатора, площадь поперечного сечения сердечника определяется формулой:

P=kS²,

где k — коэффициент КПД трансформатора, для 100% составляет 1, а для большинства трансформаторов k – от 0,7 до 0,88.

Площадь S для Ш-образного сердечника равна произведению сторон А и Б. Площадь круга:

S = π × r²,

где r — радиус, можно высчитать по онлайн-калькулятору

Площадь эллипса рассчитывается по формуле:

S = π × a × b,

где a и b — полуоси его. Можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Количество витков для сетевой (550 Гц) обмотки рассчитывают по формуле:

N=(K/S)×U,

где K — лежит в пределах 50 — 70 и зависит от качества сердечника. U — напряжение первичной обмотки. Для расчёта вторичной обмотки значение числа витков на 1В следует увеличить примерно на 1,2.

Диаметр провода в миллиметрах высчитывают по формуле:

d=0,7,

где I — ток через обмотку в амперах.

Округляют значение с запасом. Но стоит учесть, что слишком толстый провод может не поместиться в окна трансформатора для намотки на требуемое напряжение.

Стандартное решение для двухполярного питания с трансформатором

Двухполярный БП можно приобрести готовый. Но, если есть трансформатор с двумя идентичными обмотками, то можно из него сделать необходимый источник питания. Также, если есть 2 одинаковых трансформатора, дополнив их выпрямителями и стабилизаторами по схеме ниже.

Часто возникающие вопросы и ответы на них

При выборе или создании нужного БП могут возникнуть вопросы. Их можно задать авторам нашего проекта. Наиболее вероятные рассмотрим сейчас.

Как запитать автомагнитолу

Напряжение, которое можно подавать на автомобильное устройство мультимедиа (автомагнитола и пр.), обычно, соответствует параметру аккумуляторной свинцово-кислотной батареи. А это примерно 13,8 В. Хорошо для этой цели подходит БП компьютера (линия 12В). Если есть иной источник напряжения на 12 – 15 В, то его максимальный ток не должен быть меньше 1 А. Слабым БП не удастся её проверить даже на малой громкости. Вообще-то мощность должна быть согласована.

Адаптер питания ноутбука напрямую применять не следует. Потому что на его выходе, обычно, имеется 19 В, а электролитические конденсаторы автомагнитол, чаще всего, рассчитаны на напряжение не выше 16 В. Впрочем, как и некоторые микросхемы имеют невысокий предел электропитания. Поэтому лучше его ограничить до 14 – 15 В с помощью линейного стабилизатора напряжения.

Что делать: если нужно двухполярное питание, а нужного трансформатора нет

Если понижающая обмотка трансформатора БП для УМЗЧ с двухполярным электропитанием не имеет отвода от середины, то необходимые потенциалы можно создать линейными стабилизаторами (см. картинку).

При этом значение переменного напряжения должно быть на 10 – 25% больше двойного потенциала на выходе. Для создания 15-вольтового двухполярного напряжения требуется трансформатор с выходным значением 33 – 38В.

Но, если имеется трансформатор с небольшим значением напряжения, то на помощь пойдут схемные решения получения нужных потенциалов в выпрямителе.

Но для питания УМЗЧ такими устройствами лучше на выходе каждого плеча поставить линейные стабилизаторы напряжения.

Можно также применить преобразователи с двухполярным напряжением на выходе. Такие устройства имеются в продаже в магазинах электроники, также их можно собрать самому. Они питаются от постоянного напряжения, немногим превышающего значение на выходе положительного плеча. Например, если с выхода трансформатора ~12В, то после выпрямления (без нагрузки) оно будет около 16В. Но преобразователь в таком случае должен быть с выходным напряжением не более ±14В.

Как соединить несколько блоков питания параллельно для получения нужной силы тока

Главное условие параллельного соединения БП для увеличения выходной мощности — это их идентичность. Особенно, если на выходе таких устройств имеются линейные стабилизаторы. Если это не соблюдается, а выходная мощность отличается в незначительных пределах, то такие БП можно соединить через диодную сборку двойной диод. А на выходе лучше установить электролитический конденсатор. Выходная мощность будет соответствовать сумме мощностей БП. Однако выходное напряжение обеих устройств, в любом случае, должно быть одинаковым.

Как подключить несколько блоков питания для получения нужного напряжения

Если нужно увеличить напряжение, использованием нескольких БП, то мощность должна быть пропорциональна их напряжениям. При этом максимально допустимый ток обоих устройств должен быть одинаковым. Например, источники в 10В и 5В, выдавая одинаковый ток нагрузки, будут отдавать мощности 2X и X соответственно. Выходы подключаются в составную последовательную батарею: «—» первого на «+» второго и т.д.

Как выбрать надёжный блок питания для компьютера

Как сделать блок питания для шуруповерта

Выбираем тихий блок питания для компьютера

Как подобрать качественный и недорогой источник бесперебойного питания

Как установить и подключить блок питания к компьютеру