Усилитель низких частот, он же усилитель мощности звуковых частот (УМЗЧ), традиционно связывают непосредственно со всем спектром звуковых колебаний, слышимых человеческим ухом – это от 16 Гц до 20 кГц. Однако, многие производители аудиотехники и радиолюбители выделяют в том же диапазоне еще три вида частот (для удобства работы с отдельными каналами звука):
Деление весьма условное. К примеру, некоторые дополнительно вводят понятие средненизких и средневысоких частот.
Так или иначе, расположение источника низких частот человеческое ухо определяет плохо, поэтому этот диапазон отсекают (фильтруют) от остальных и переводят на специальные колонки/динамики (так называемые сабвуферы).
Из-за больших габаритов такие динамики требуют большей мощности. В идеале – вообще отдельное питание. О нём и поговорим ниже.
Ранее мы рассмотрели блок питания мощных сабвуферов (до 500-1000 Вт). В этом материале остановимся на менее мощных экземплярах.
Блок питания усилителя НЧ малой мощности
Если в предыдущей статье речь шла о таком показателе выходной мощности, как 500-1000 Вт, то для питания большинства бытовых аудиосистем такой параметр будет явно излишним.
Кроме того, выходные параметры питания зависят от используемого усилителя (его модели, типа и принципа работы). И даже если речь с низкими частотами обычно идёт только об одном канале, то напряжение и требования по току могут сильно разниться.
Расчёт параметров БП
Идеального алгоритма расчёта не существует. Это связано с множеством факторов, которые сложно учесть в проектировании. Для каждого типа усилителя будет использоваться своя формула.
Простейший расчёт БП можно выполнить так:
1.Складываются максимальные мощности всех подключаемых усилителей (то есть если к вашему БП будут подключаться не только сабвуферы, но и левый/правый каналы, то нужно их все учесть).
2.К полученному результату добавляется мощность, рассеиваемая деталями самой схемы питания (микросхемы, фильтры, трансформатор и т.д.).
Вы получите тот показатель, который должен будет обеспечить БП, при максимальной нагрузке. Конечно, можно еще предусмотреть запас в 10-20%.
На практике же всё гораздо сложнее. Дело в том, что максимальная мощность – это пиковое значение. По факту, даже при непрерывном воспроизведении барабанной дроби, усилитель потребляет не более 10-13% от свой пиковой мощности, но это не значит, что БП должен подавать на вход усилителя как раз такое питание.
Лучше всего для расчётов использовать специальное ПО, например, PowerSup (подходит для усилителей класса AB или B) или аналоги.
К примеру, для питания усилителя сабвуфера (1 канал) мощностью 30 Вт, с сопротивлением нагрузки 4 Ом и падением напряжения не более чем на 4 В получаются такие параметры БП.
Рис. Расчёт параметров БП
То есть, нужен трансформатор с одинаковыми вторичными обмотками, преобразующий 220 Вольт в 21,5 Вольт. Сила тока на выходе будет около 0,5 А. Емкость фильтрующего конденсатора должна быть 10 000 мкФ.
Теперь, всё, что остаётся сделать – подобрать подходящий трансформатор или намотать свой, если есть опыт.
При небольшой выходной мощности можно использовать простые трансформаторы, они будут иметь приемлемые габариты и стоимость. Но, если речь идёт о больших мощностях, то классическая схема с выпрямительным мостом уже не подойдёт. Для уменьшения габаритов лучше всего использовать импульсные БП (их мы рассматривали в предыдущей статье).
Вместо итога
Для небольших динамиков и /или аудиосистем достаточно будет использовать классический трансформатор с диодным выпрямителем на выходе (диодным мостом) и простейшим фильтром из конденсатора.
Это самая простая и доступная в реализации схема. Детали часто встречаются в другой аппаратуре (например, в адаптерах питания, зарядных устройствах и т.п.).
Автор: RadioRadar