By Erik_G2RP Unique visitors:63

Inleiding

Tot een aantal jaar geleden (2001) waren versterkers voor in de auto nog redelijk duur, dus besloot ik zelf om er eentje te bouwen, mede voor de fun en mede omdat m'n autoradio toen redelijk brak was kwa vermogen...

De hier beschreven versterker heeft een vermogen van 4x70Wrms, en is gebaseerd op 4 stuks TDA7294 van ST. Deze IC's worden door ST gespecd als "100V-100W amplifiers", waarbij die 100W natuurlijk muziekvermogen is. Het RMS vermogen is 70W bij 35V aan 8 ohm en bij +/-35V voedingsspanning. Aan 4Ohm zal het vermogen waarschijnlijk iets groter zijn, maar daarbij moet dan wel de voedingsspanning lager zijn. Het IC is voorzien van temperatuur en kortsluitbeveiligingen. Brugschakeling is mogelijk, waarbij het vermogen op kan lopen naar 150W. De schakeling eromheen blijft erg compact, ook kwa printoppervlak blijft het klein.

Het 'vermogensprobleem'...

Het probleem bij dergelijke auto-versterkers is natuurlijk de voedingsspanning. Bij lopende motor is deze ongeveer 13.8V. Hiermee is een maximaal vermogen haalbaar van ca. 20W (in brugschakeling). Voor grotere vermogen is er maar één oplossing: het verhogen van de voedingsspanning dmv. een DC/DC convertor.

In deze versterker heb ik daarom gebruik gemaakt van 2 onafhankelijke DC/DC-convertors in "push-pull" configuratie , elk met een maximaal vermogen van ongeveer zo'n 200W, gebaseerd op de LM3524 (PWM-regelaar). De convertor's zijn zg. schakelende DC/DC converters (ook wel Switch Mode Power Supply genoemd of SMPS). Ze verhogen de spanning van 13.8V naar + en - 30V. De uitgangsspanning is galvanisch gescheiden van de 13.8V. de terugkoppeling naar de PWM regelaar is uitgevoerd met opto-couplers. Hiermee worden aardlussen vermeden. De toegepaste trafo's zijn zelf gewikkeld, de kernen zijn Philips EDT29 kernen afkomstig uit een oude PTT-voeding uit een schakelcentrale. De werkfrequentie is 100 kHz. Het rendement van de voedingen ligt bij ca. 85-90%. Elke voeding verzorgt 2 losse versterkermodules.

Helaas is er één nadeel aan deze voedingen, er is niet voorzien in een soft-start, wat inhoudt dat het opbouwen van de secundaire spanning niet geleidelijk gebeurt. De inschakelstroom van de complete versterker is daardoor behoorlijk groot, maar ik heb hier tot op heden nog geen problemen mee gehad.

Schema DC/DC-converter

Print layout DC/DC-converter

Voorversterker en in/uitschakelvertraging

Alvorens het audiosignaal aan de eindversterker wordt aangesloten, gaat het eerst door de voorversterkers (TL074). Deze bufferen het audiosignaal. De versterking ervan kan per kanaal met een potmeter worden ingesteld.

Verder bevat de voorversterkerprint een in- en uitschakelvertraging voor de versterker. Vanwege het ontbreken van een soft-start op de SMPS, voorkomt dit dat de SMPS tijdens het inschakelen van de versterker te zwaar belast worden. De inschakelvertaging heeft 3 trappen, waarbij eerst de hoofd-voedingselco worden opgeladen, daarna worden de SMPS ingeschakeld en daarna worden de eindversterker ingeschakeld. De uitschakelvertraging schakeld eerst de eindversterkers uit en daarna pas de SMPS. Dit voorkomt 'ploppen' in de luidsprekers door het plotseling wegvallen van de voedingsspanning.

Schema voorversterker + in/uitschakelvertraging

Print layout voorversterker + in/uitschakelvertraging

De TDA7294 eindversterkers

Over de versterkers is niet heel veel te vertellen, het zijn 4 stuks TDA7294 in standaard configuratie met de mogelijkheid om ze per 2 in brug te schakelen, zodat er ipv. 4x70W nu 2x150W beschikbaar komt. Ze zijn per 2 geïsoleerd op hetzelfde koellichaam gemonteerd.

Schema eindversterker

Print layout eindversterker

De behuizing

De behuizing is gemaakt uit 3mm dik aluminium plaat en door de twee koellichamen aan de zijkant. Het aluminium is door middel van een laagje blanke lak beschermt tegen oxidatie. Op de voorkant zijn twee zekeringhouders geplaatst met daarin twee platte 20A zekeringen. Als hoofdzekering (bij de accu!!) is een 40A zekering gebruikt. De voedings- en luidspreker aansluitingen zijn uitgevoerd met platte stekker verbinding die vastgeschroefd zitten op een stukje printplaat (schroefverbindingen waren mooier geweest maar daar die kon ik toentertijd helaas nergens verkrijgen...). Afmetingen van de complete versterker zijn 280x200x55 mm

Foto's

Bij deze nog een aantal foto's van de versterker:

Voor reacties en vragen, stuur een mailtje naar:

There are 5 comments on this project. Click here to add your comment Posted by andre on 2005-08-06 10:39:25    behuizing hoe heb je die behuizing zo mooi blinkend gekregen? Posted by crysforgen on 2005-08-06 10:54:15    RE: behuizing Het aluminium is eerst gepolijst, en daarna is er een laag blanke lak overheen gespoten, zodat het beschermd is tegen oxidatie en krassen. Posted by alfon14 on 2005-09-23 16:37:23    Cool! Kan ik mooi 50 Cents draaien! Posted by bayramonur on 2005-10-19 23:05:44    Trafo's in de tekst staat dat je de trafo's zelf gewikkeld heb. Hoe heb je dit gedaan en hoeveel wikkeling hebben ze? Is er niet een soort gelijke trafo te kopen? Posted by Anonimous on 2007-03-01 14:35:19    Rendement? Hoi Eric, Ziet er mooi uit! heb alleen een paar vraagjes. Hoe zit het met het rendement van je voeding? Zie nl dat je de BUZ11 gebruikt hebt. Met deze fets’s heb ik niet zo’n goede ervaringen. De turn on/off time is relatief langzaam. Heb zelf ook een autoversteker gebouwd en in eerste instantie ook de BUZ11 gebruikt. Het nadeel wat ik al snel ondervond bij deze jongens, was de grote warmte ontwikkeling. Na internet afgezocht te hebben, heb ik besloten om de RFP50N05 te gaan gebruiken. Deze hebben een veel snellere T-on/off time 30us voor de BUZ11 en 0.1us voor de RFP50N05. Ook de RSDon is veel lager. 0.022Ohm tegen 0.04Ohm. Na deze gemonteerd te hebben waren de resultaten meteen vele malen beter. Wat me ook op valt, is dat je bij elke voeding slechts 1 paar fet’s hebt gebruikt. Als ik het even snel uitreken krijgen de fet’s stromen van 30A voor hun kiezen. Is dit niet wat aan de krappe kant aangezien ze 30A continu aan kunnen? Zie ook dat je de feedback hebt gemaakt met 3 zenerdiode’s. Deze methode had ik in eerste instantie ook toegepast, kreeg op deze manier veel last van drift. De drift was maarliefst 12V verschil tussen koud en bedrijfstemperatuur. (Voeding is wel +/- 75VDC) Heb jij hier geen last van op deze manier? Heb dit probleem opgelost door de zener’s te vervangen door een TL431 in combinatie met weerstandsdeling. Wat heb je voor kernmateriaal gebruikt en hoeveel windingen en wat voor wikkeldraad heb je gebruikt? Zelf heb ik 2 ringkernen N39 gebruikt. Primair heb ik 2 x 5 windingen litse-draad gebruikt en secundair heb ik 2 x 60 windingen gelegd. De voeding draait ook maar op 23Khz ipv 50Khz, dit kwam het rendement ook ten goede. De versterker die ik gebouwd heb levert aan 4Ohm 2 x 600Watt rms, je snapt dan wel dat elke % rendementsverlies resulteert in een boel extra warmte. De hoogst gemeten stroom (met een DC Ampère-tang) bi Click here to add your comment