Enceinte active avec alimentation combinée. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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En raison de la petite taille des appareils numériques portables (tels que les tablettes, les ordinateurs portables, les téléviseurs LCD portables, les navigateurs, etc.), la qualité sonore de leur acoustique intégrée laisse beaucoup à désirer. Pour un son assez fort et suffisamment bon dans des conditions stationnaires, ils sont généralement connectés à des amplificateurs de puissance externes AF (UMZCH) avec des systèmes acoustiques (AS), des haut-parleurs actifs (avec UMZCH intégré). Ces derniers ne peuvent souvent être alimentés qu'à partir d'un réseau 230 V. Afin de ne pas vous contenter du son des « tweeters » intégrés aux appareils multimédia en cas de coupure de courant ou de manque de courant, vous pouvez utiliser les deux- système de haut-parleurs décrit ci-dessous avec alimentation combinée.

Le schéma de l'AS proposé est illustré à la fig. 1. Par rapport aux conceptions [1, 2], il est plus fonctionnel, il peut fonctionner à la fois sur secteur et sur batterie au lithium G1 intégrée. Sa recharge s'effectue automatiquement lorsque l'appareil est connecté au réseau. De plus, l'enceinte est équipée d'une prise USB XS2, sur laquelle vous pouvez connecter divers appareils de reproduction sonore multimédia « de poche » pour alimenter et recharger les batteries, tout en, contrairement à [1], alimenter des appareils externes et faire fonctionner l'UMZCH intégré à l'enceinte. sont possibles simultanément.

Riz. 1. Schéma AC (cliquez pour agrandir)

Le signal d'entrée entre dans la fiche XP1, passe par l'additionneur R2R3, le filtre RLC L1C11R14, le condensateur de couplage C14 puis jusqu'à l'entrée du microcircuit TDA7052A (DA3), qui est un amplificateur de puissance AF en pont avec alimentation unipolaire et contrôle électronique du volume. Le microcircuit peut fonctionner à une tension d'alimentation de 4,5 ... 18 V, sa puissance de sortie maximale est de 1,1 W, la puissance dissipée maximale est de 1,25 W. Le volume est contrôlé par la résistance variable R16. Les circuits d'amortissement R23C25, R25C26 et la résistance R26 empêchent une éventuelle auto-excitation du microcircuit aux fréquences ultrasonores. Une tête dynamique BA1 et un cornet sonore piézocéramique BA2, conçus pour reproduire les hautes fréquences sonores, sont connectés à la sortie de l'amplificateur. Avec une tension d'alimentation de 6,3 V, l'amplitude maximale du signal au niveau de la tête BA1 est d'environ 6,5 V.

Il est alimenté par UMZCH avec une tension de 5,3 ou 6,3 V via un filtre LC L4C23C20. Le circuit C2R7R10 inclus dans la rupture du fil commun de l'UMZCH évite d'endommager l'appareil auquel l'entrée de l'amplificateur est connectée s'il est alimenté par la prise XS2 et que son fil d'alimentation négatif n'est pas le fil commun de la prise pour connecter les écouteurs. ou un UMZCH externe. Vous pouvez connecter un casque stéréo ou un autre UMZCH à la prise XS1.

L'appareil utilise une batterie lithium-ion standard de 2700 3,7 mAh provenant d'un téléphone mobile. Étant donné que la tension nominale de ces batteries n'est généralement que de 34063 V, afin d'obtenir une plus grande puissance de sortie, l'UMZCH est connecté à la batterie via un convertisseur élévateur de tension assemblé sur la puce MC1AP1 (DA1). La tension de la batterie G1 est fournie à son entrée via les contacts fermés de l'interrupteur SA1.1 et les contacts K1 du relais K6,3. La tension de sortie du convertisseur - environ 18 V - est fixée par les résistances R13, R2. Un interrupteur électronique externe est monté sur le transistor VT0,5, qui a une faible tension de saturation. Le courant de charge maximum connecté à la sortie du convertisseur de tension peut atteindre 1 A lorsque la tension à l'entrée DA3,3 est d'au moins 2 V. La LED bleue HLXNUMX signale que l'UMZCH est alimenté par la batterie intégrée.

À une tension de batterie de 3,3 V (batterie presque vide), le rendement de l'onduleur est de 63 %, et à 4,2 V (batterie complètement chargée), il est d'environ 74 %. La durée de fonctionnement continu du haut-parleur sur batterie à volume moyen (la puissance de sortie est d'environ 0,2 W) est d'environ 15 heures.

La tension secteur de 230 V est fournie à l'enroulement primaire du transformateur abaisseur T1 via la résistance de protection R1. Depuis l'enroulement secondaire, une tension alternative d'environ 10 V est fournie via un fusible polymère auto-cicatrisant FU1 au pont redresseur VD3. Le condensateur C10 atténue les ondulations de la tension redressée.

Un régulateur de tension linéaire est assemblé sur le circuit intégré KIA78R05PI (DA2). Une caractéristique distinctive des microcircuits de la série KIA78RxxPI est leur fonctionnement à une tension entre l'entrée et la sortie de seulement 0,5 V avec un courant de charge de 1 A (les stabilisateurs conventionnels, par exemple la série 7805, KR142EN5, nécessitent que la tension d'entrée soit de 2 ... 3 V de plus que la sortie). La diode Schottky VD5 augmente la tension de sortie du stabilisateur d'environ 0,3 V.

Lorsque l'appareil est connecté au réseau, la LED verte HL3 commence à briller, le relais K1 est activé et ses contacts K1.1 déconnectent la batterie G1 du convertisseur de tension, et K1.2 commute le circuit d'alimentation UMZCH de la sortie de le convertisseur à la sortie du stabilisateur linéaire sur la puce DA2. La tension de sortie de ce dernier étant inférieure de 1 V à celle du convertisseur boost à découpage, le volume sonore du haut-parleur est automatiquement réduit lors du passage sur secteur. Ceci est dû au fait que le fonctionnement de ce haut-parleur à partir du réseau n'est pas sa fonction principale - s'il existe un réseau, il est généralement possible de connecter des appareils de reproduction sonore à un UMZCH fixe.

La batterie G1 est chargée à partir d'un stabilisateur linéaire via la résistance de limitation de courant R4 et la diode VD1. Lorsque la tension aux bornes de la batterie atteint environ 4,25 V, le contrôleur intégré la déconnecte du circuit de charge, le transistor au germanium VT1 se ferme et la LED rouge HL1 s'éteint.

La plupart des pièces des haut-parleurs sont montées sur trois plaques de montage en fibre de verre, montage à charnière double face. Les dimensions de la carte UMZCH (Fig. 2) sont de 60x55, le convertisseur élévateur de tension (Fig. 3) est de 70x68 et l'alimentation linéaire (Fig. 4) est de 80x55 mm. La conception modulaire des nœuds de l'appareil facilite grandement l'assemblage, la disposition et la mise à niveau ultérieure des haut-parleurs.

Riz. 2. Carte UMZCH

Riz. 3. Carte convertisseur Boost

Riz. 4. Alimentation linéaire

Toutes les résistances fixes de petite taille sont applicables dans l'appareil, à l'exception de la résistance R1, il est souhaitable qu'elle soit ininflammable ou discontinue. Résistance variable R16 - SP3-4, SP3-33-32. Pour éviter d'endommager la puce DA3 par l'électricité électrostatique, l'écran métallique et le rouleau de cette résistance doivent être connectés à un fil commun. Le condensateur C2 est en oxyde ou en céramique non polaire, C14, C25, C26 sont des condensateurs à film de petite taille. Les condensateurs apolaires restants sont en céramique K10-17, K10-50 ou analogues, y compris ceux destinés au montage en surface. Les condensateurs C8 et C20 doivent être soudés au plus près des bornes des microcircuits correspondants, et C27 - directement aux contacts de la prise USB XS2. Les condensateurs restants sont des oxydes K50-68, K53-19 ou analogues.

Nous pouvons remplacer la diode 1N4933GP (VD2) par n'importe quelle diode au silicium avec un courant direct d'au moins le relais de travail K1 et une tension inverse d'au moins 30 V, le pont de diodes GBL06 (VD3) - par n'importe quel autre parmi D2SB, RC201 - RC207, RS201-RS207, BR305-BR310. Au lieu d'une diode Schottky SS12, par exemple, SS14, 1N5817, 1 N5818, SB120, SB130 conviennent, au lieu de SR360 (VD4) - SR504-SR506, SR306, SR360, 1N5822. LED - toute lueur continue à usage général sans résistances intégrées. Remplacement possible du transistor au germanium importé GT2 307 (VT1) - domestique des séries MP25, MP26, MP39-MP42, transistor FZT851 (VT2) - KZT851. Le transistor VT2 est installé sur un dissipateur thermique d'une surface de refroidissement de 4 cm². Il est fixé au dissipateur thermique en abaissant d'abord la bride avec une pince à épiler dans la soudure fondue. En l'absence de tels transistors, les 2SC3746-2SC3748 peuvent être utilisés.

La puce MC34063AP1 (DA1) est remplaçable par MC34063AP, MC33063AP1, KA34063A IP33063N, etc., cependant, pour faciliter l'installation, il est conseillé d'utiliser la puce dans un boîtier DIP-8. Au lieu de la puce KIAT8R05PI (DA2), n'importe quelle série 78R05 dans un boîtier TO-220 à quatre broches, par exemple KA78R05, fera l'affaire. Il s'installe sur un dissipateur thermique en duralumin d'une surface de refroidissement (un côté) de 60 cm². Un dissipateur thermique en duralumin en forme de U avec une surface de refroidissement de ​​7052 cm est collé au boîtier de la puce TDA3A (DA2,5)². Un remplacement possible du microcircuit est le TDA7052B, les autres microcircuits de cette série ne conviennent pas.

Chacune des selfs L1, L5 est constituée de plusieurs tours d'un fil de montage à double toron enroulé sur un noyau magnétique annulaire d'un diamètre de 7...20 mm en permalloy ou en ferrite basse fréquence (noyaux magnétiques provenant de transformateurs de ballast électroniques de les lampes fluocompactes conviennent également). Inducteurs L2-L4 - production industrielle avec noyaux magnétiques en ferrite en forme de H (plus la résistance de leurs enroulements est faible, mieux c'est). L'inductance du premier d'entre eux est de 100 ... 400 μH, les autres - plus c'est mieux.

Transformateur abaisseur T1 - TS-10-3M1 modifié (75 tours sont enroulés à partir de son enroulement secondaire) ou TP-114-2. Pour un transformateur fait maison, un circuit magnétique en forme de W avec une surface centrale de 4,3 ... 4,5 cm convient². L'enroulement primaire doit contenir 2670 tours de fil de bobinage d'un diamètre de 0,13 ... 0,15 mm, le secondaire - 105 tours de fil d'un diamètre de 0,62 mm. Les plaques du circuit magnétique sont assemblées sur le toit.

Relais K1 - DS2Y-S-DC5V (Matsushita) avec deux groupes de contacts de commutation (puissance de commutation maximale - 60 W). La résistance de l'enroulement du relais est d'environ 150 Ohm, la tension et le courant nominaux sont respectivement de 5 V et 40 mA. Interrupteur d'alimentation SA1 - KCD1-101 ou KCD-2011, MRC-101-6A. Tête dynamique BA1 - E1-77-030 d'un vieux téléviseur kinéscope, toute puissance haut débit appropriée à partir de 0,5 W avec une bobine mobile de 8 ohms fera l'affaire. Tête piézocéramique - modèle inconnu, provenant également d'un téléviseur kinéscope. Nous remplacerons le fusible polymère à récupération automatique MF-S150 par MF-R160, LP30-160. Batterie lithium-ion avec contrôleur intégré - à partir d'un téléphone portable (plus sa capacité est grande, mieux c'est). La connexion en parallèle de plusieurs batteries est acceptable. Ne connectez pas de telles batteries en série.

Le corps de l'appareil, mesurant 103x98x125 mm, est collé en polystyrène. La paroi avant à l'emplacement de la tête BA1 est perforée de trous d'un diamètre de 1 mm, 225 trous d'aération d'un diamètre de 3 mm sont percés dans la paroi arrière. La tête BA2 est installée à l'extérieur du boîtier. Une vue de la disposition des unités est présentée sur la Fig. 5, l'apparence des enceintes est celle de la Fig. 6.

Riz. 5. Vue de la disposition des nœuds 

Riz. 6. Apparition du haut-parleur

La résistance d'extinction R8 dans le circuit d'enroulement du relais K1 est sélectionnée de telle manière que ses contacts commutent de manière fiable lorsque l'appareil est connecté au réseau. En sélectionnant les résistances R15, R17, la plage souhaitée de niveaux de volume est définie, qui est contrôlée par une résistance variable R16 lorsque la structure est alimentée par le secteur. Si la tête BA1 n'est pas capable de reproduire des fréquences audio plus élevées, le phasage de la connexion de la tête BA2 peut être quelconque.

littérature

1. Butov A. Enceinte active de petite taille - Chargeur USB. - Radio, 2014, n°6, p. 14, 15.
2. Butov A. Achèvement du système de haut-parleurs d'ordinateur SP-P110. - Radio, 2015, n°8, p. 48, 49.

Auteur : A. Butov

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