Расчет источника питания УМЗЧ
Расчет блока питания усилителя мощности звуковой
частоты (УМЗЧ) достаточно сложен для радиолюбителей:
малодоступна нужная литература;
расчет производится графоаналитическим методом, который довольно трудоемок и
требует хорошего понимания математики и физики процессов, тогда как начинающим
радиолюбителям больше подходят «кулинарные рецепты»;
существующие методики ориентированы на нагрузку, потребляющую все время только
максимальный по величине ток, а усиление звуковых сигналов наоборот, требует
небольшой средней и большой кратковременной пиковой мощности. Т.е. звуковой
сигнал в корне отличается от того, на что ориентирован "классический" расчет.
Вот Программа для расчета блока питания УМЗЧ
(около 250 кБайт в
архиве ZIP)
Предлагаемая программа предназначена для широкого круга радиолюбителей и
позволяет полностью рассчитать источник питания для УМЗЧ. Она учитывает
особенности потребления энергии при звуковоспроизведении и обладает достаточно
высокой точностью (в пределах разброса параметров трансформаторов). Ее
достоинства:
учитывает пик-фактора звукового сигнала, что позволяет выбрать
реальную, а не избыточную мощность трансформатора;
учитывает "просадки" напряжения на трансформаторе и емкостном
фильтре под нагрузкой;
учитывает пульсации напряжения питания;
учитывает зависимость "просадки" напряжения и величины пульсаций от
емкости конденсатора фильтра;
учитывает, что емкости фильтра заряжаются импульсным (и довольно
коротким) током;
позволяет самостоятельно выбрать напряжение питания усилителя;
учитывает особенности сабвуферов для питания их усилителей;
выдает значения получаемой выходной мощности усилителя с расчитанным блоком
питания;
выдает параметры диодов для выпрямителя и требуемое рабочее напряжение
конденсаторов фильтра
ВАЖНО! Расчет ведется для двухполярного источника питания
с "классической" (т.е. не мостовой) схемой усилителя
Воспроизведение звука – это передача энергии из
источника питания в нагрузку. Усилитель лишь управляет этим процессом и следит
за тем, чтобы форма сигнала в нагрузке как можно точнее совпадала с формой
входного сигнала. Чем усилитель лучше, тем это ему лучше удается. Но даже самый
распрекрасный усилитель не сможет правильно передать звук, если блок питания не
выдаст ему нужное напряжение или ток.
Обычно расчет требуемой мощности трансформатора производят следующим образом:
берется максимальная выходная мощность УМЗЧ, к ней прибавляется мощность,
выделяемая на активных элементах усилителя, и получившееся число умножается на
количество каналов усиления.
Рассчитаем для примера таким "неправильным"
способом источник для усилителя на микросхеме TDA 7294:
Число каналов = 2;
Выходная мощность Рвых, Вт = 40;
Мощность, рассеиваемая микросхемой при выходной мощности 40 Вт на нагрузке 6 Ом,
Вт = 40.
Не так уж мало! Почему так получилось? Во-первых, расчет упрощенный. Во-вторых, в качестве выходной берется максимальная мощность. Это верно для синусоидального сигнала, но на реальном звуке максимум мощности достигается сравнительно редко. В-третьих, из-за того, что мощность, потребляемая самим усилителем взята неправильная - она не постоянна, а зависит от амплитуды сигнала (именно поэтому в таких расчетах абсолютно неприменимо понятие КПД усилителя).
Источник: http://www.electroclub.info/article/power_sup_amp.htm