Samochodowy wzmacniacz subwoofera 70W

tda1562_3Samochodowy wzmacniacz subwoofera mocy 70W z aktywnym filtrem dolnoprzepustowym o regulowanej częstotliwości odcięcia ok.20-200Hz. Wzmacniacz oparty na układzie scalonym TDA1562(Q) z pompą ładunkową, zasilanie z instalacji samochodowej 14,4V. Całość pomieszczona na płytce drukowanej o wymiarach 8,5cm x 5,5cm. Niski koszt wykonania, prosta konstrukcja, całkiem niezłe parametry…

Wzmacniacz

tda1562_schematicSam wzmacniacz to układ scalony TDA1562Q, „najmocniejszy” chyba za swoją cenę i prostotę konstrukcji. Kość ta zawiera w swojej strukturze pompę ładunkową zwiększającą napięcie pracy samego wzmacniacza. Do nóg pompy ładunkowej dołączyć należy kondensatory o pojemności minimum 4700uF – wedle noty aplikacyjnej. Kość ta nie nadaje się do pracy z niskimi częstotliwościami ze względu na rodzaj przetwornicy napięcia. Aby wzmacniacz lepiej pracował przy niskich częstotliwościach, należy pojemność tą podnieść do 10000uF … 20000uF (lub więcej) na stronę. W tym przypadku zastosowałem 6 kondensatorów 4700uF/16V. Kondensatory na napięcie 16V są w pełni wystarczające, bowiem napięcie na nich panujące nie jest większe od napięcia zasilania. Przy mniejszej mocy wzmacniacz pracuje w klasie AB z mocą do 20W, po tym automatycznie uruchamia pompę ładunkową i pracuje w klasie H oferując do 70W mocy przy zasilaniu 14,4V czyli dokładnie tyle ile zapewni mu instalacja samochodowa. W strukturze umieszczono także szereg zabezpieczeń prądowych, termicznych, przeciwzwarciowych, wykrywanie przesterowania, pomiar zniekształceń czy przeciążenia. Układ posiada także wyjście diagnostyczne i statusowe do bardziej zaawansowanych konstrukcji, ale nam tutaj one nie będą potrzebne… dołączymy tylko diodę LED do wyjścia diagnostycznego która zaświeci się jeśli układ wykryje jakieś nieprawidłowości… zbyt wysoka temperaturę, przesterowanie, itp. Układ też sam przełączy się w klasę AB gdy ulegnie przegrzaniu lub zostanie obciążony zbyt dużym prądem.

tda1562_1Sam układ TDA1562 to całkiem przyzwoita konstrukcja, potrafi ładnie zagrać, ale na pewno nie na stole w domu pod kiepskim zasilaczem. Na początku układ uruchamiałem z zasilaczem ATX – i pomimo prawidłowego obciążenia wszystkich gałęzi, po prostu głupiał przy tym wzmacniaczu. Zasilacz liniowy 4A z 10000uF kondensatorem również okazał się nie wystarczający, zabezpieczenia układu głupiały przy spadkach napięć tak krótkich że miernik nie był w stanie ich wychwycić. Dopiero akumulator podołał wyzwaniu i kostka zaczęła trząść otoczeniem, przestała się wyciszać i „trzaskać”. Bez problemu pracuje z gwarantowanym przez producenta obciążeniem 4ohm, świetnie sobie radzi z obciążeniem 2ohm czy 8ohm – tak jak by nie robiło to dla niej żadnej różnicy. Tak więc nie ma się co sugerować testami w domu, kostka na pewno ładnie zagra w samochodzie. Jedyne czego potrzebuje to PRĄD, PRĄD, i jeszcze raz PRĄD. Podnoszenie pojemności kondensatorów pompy ładunkowej powyżej 15000uF nie daje zauważalnej poprawy, poprawę daje dołożenie konkretnego kondensatora na wejściu 12V (np 10000uF). Oczywiście nie można oczekiwać cudów po tak prostej konstrukcji, ale po drobnych modyfikacjach jest z pewnością warta swojej ceny. Jeśli to nam jednak nie wystarcza, pozostaje zbudowanie wzmacniacza z przetwornicą a koszta i trudności w uruchomieniu szybko rosną.

tda1562_2Filtr dolnoprzepustowy to filtr dwurzędowy (12db/okt) o regulowanym podbiciu oraz regulowanej górnej częstotliwości granicznej od ok 20Hz do ok 200Hz, co pozwala dokładnie przetestować i dobrać częstotliwość pracy subwoofera. Regulacja przydaje się, niskie częstotliwości będą inaczej rozchodzić się w sedanie a inaczej w hatchbacku. Oryginalnie regulacja odbywała się do 100Hz, zmiana podwójnego potencjometru 2x10K na 2x20K zwiększyła ten zakres (na schemacie jest 2x10K). To typowy filtr zbudowany w oparciu o wzmacniacz operacyjny typu NE5523, TL072, czy LM358 (można stosować zamiennie) filtr taki możemy znaleźć w kitach AVT1281, NE125, czy J265 (tak, to identyczne filtry z nieco zmienionymi wartościami elementów i pozornie zmienionym schematem). Zasilanie filtru to pojedyncze napięcie wprost z instalacji samochodowej, przed i za filtrem znajdują się kondensatory 1uF ustalające odpowiednia składową stałą w sygnale a sztuczną masę zapewniają dwa rezystory 1K. Napięcie filtrowane jest przez duży kondensator 4700uF/16V i mniejszy 100nF tłumiący zakłócenia o wyższych częstotliwościach. Dodatkowo zasilanie z punktu BAT jest poprowadzone poprzez bezpiecznik topikowy 10A, przy prądach jakie dostarcza nam akumulator nie trudno o pożar instalacji, więc bezpiecznik zawsze powinien być właściwej wartości. Dioda prostownicza zabezpiecza całość przed odwrotnym podłączeniem napięcia zasilającego, powinna ona być mocniejsza od zastosowanego bezpiecznika – na schemacie jest 1N4004 ale należy wlutować diodę dużej mocy (np z zasilacza ATX) najlepiej od spodu płytki. Układ wzmacniacza pobierze do 8A prądu, tym samym przewód połączeniowy powinien mieć przynajmniej 2,5mm^2. Masę możemy pobrać z dowolnego punktu, np. z elementu konstrukcyjnego bagażnika. Układ wzmacniacza wymaga chłodzenia, w tym celu należy dokręcić do niego (jak wykazały testy – niewielki) radiator. Wzmacniacz włączany automatycznie wraz z odtwarzaczem samochodowym, w tym celu wykorzystamy wejście MODE układu dołączone do wyjścia sterującego odtwarzacza. Tak że gdy radio jest wyłączone to nasz wzmacniacz także. Na płytce znajdują się złącza pinowe do podłączenia sygnału, z lewej SUB oraz IN. Wejście SUB prowadzi przez filtr, a wejście IN dochodzi bezpośrednio do wzmacniacza. Drugie złącze cztero pinowe służy do podłączenia diody kontrolnej (pin 2 (dioda) oraz pin 4 (+zasilania)), oraz do podłączenia sygnału z radia uruchamiającego wzmacniacz (pin 1 (masa) oraz pin 3 (sygnał +12V z radia)).

Kosztorys:
Układ TDA1562Q – 22zł
Kondensatory 6x 4700uF/16V – 5zł
Reszta drobnicy – 4zł

Uwagi

tda1562_4Płytka przedstawiona na zdjęciach różni się od tej z załącznika – była to płytka prototypowa i wymagała kilku poprawek. Nadal znajdują się na niej kondensatory o nietypowych wartościach 200nF oraz 400nF – z braku miejsca są to pojedyncze kondensatory. W ich miejsce należy wlutować 2x100nF (w przypadku 200nF) oraz 180nF+220nF lub 4x100nF (w przypadku 400nF), można wlutować je od spodu lub jak się komu podoba :) Potencjometry do regulacji wzmocnienia oraz odcięcia znajdują się po boku płytki tak że można od razu wyprowadzić je na zewnątrz. Wszystkie kondensatory 4700uF powinny mieć do 16mm średnicy. Na płytce należy wykonać dwa połączenia za pomocą przewodów, pierwsze ze źródła zasilania do układu TDA1562 możliwie jak najgrubszym przewodem, a drugie do filtru dolnoprzepustowego przewodem w zasadzie o dowolnej średnicy. Ścieżki prądowe są dość szerokie i nie ma potrzeby ich pogrubiać. Pady układu wzmacniacza są małe, otwory należy wykonywać wiertłem 0.8mm – większe może je uszkodzić.

Zapraszam do dalszej części -> Aktywny subwoofer samochodowy

UWAGA! – Załącznik oraz schemat w galerii zawierały błąd – dwa kondensatory miały wartości pF zamiast nF – zostało to poprawione.

Galeria

Pliki

POBIERZ – pliki projektu eagle 5.4.0, schemat i płytka w PDF.


4.00 avg. rating (86% score) - 1 vote

94 komentarze

  1. Mariano Alves de Moraes

    Vou montar este Amplifier. Transformador 12 Volts x 5 amperes.
    Quando acabar o projeto mandarei fotos do mesmo.

    BRASIL_RIO DE JANEIRO

  2. Witam
    Czy można do tego wzmacniacz zastosować głośnik 2ohm

  3. Witam. Prosiłbym autora o listę zmian, które trzeba wprowadzić do przedwzmacniacza, aby stał się on wyłącznie wzmacniaczem napięciowym z regulacją wzmocnienia bez żadnych filtrów. Pozdrawiam

  4. łukasz mech

    Jest jakis wykaz elementów?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Proszę pozostawić te dwa pola tak jak są: