UMZCH冷却ファン制御。スキーム、説明

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パワーアンプ冷却ファン制御装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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UMZCH 強制冷却ファンを小さなヒートシンクで制御する原理は、アンプ出力の信号レベルを超えると気流がオンになるため、低電力でのファンのノイズはほとんど聞こえません。ファン付きのデバイスは、困難な動作条件にある従来の設計 (自然対流冷却) のアンプに取り付けることも推奨できます。出力電力が 20 W を超えるオーディオ周波数パワーアンプを設計する場合、強力なトランジスタと UMZCH マイクロ回路からの強制的な熱除去が選択されることが多く、冷却表面積を大幅に削減できます。これを行うには、コンピューターの電源装置のファンと、パーソナルコンピューターのシステムユニットの冷却ファンを使用します。

これらのファンの寸法は比較的小さく（80x80x25 mm）、低コストであり、どのコンピューターストアでもいつでも入手できます。通常、冷却ファンは常にオンにすることも、特定のヒートシンク温度のしきい値を超えたときにオンにすることもできます。どちらの包含方法にも欠点があります。これらの最初のものでは、継続的なファンノイズが必然的に作業を妨害します。音量が十分に大きい場合、このノイズは聞こえませんが、音量が小さい場合、および再生中の一時停止中に、非常にはっきりと聞こえます。時間が経つにつれて、ファンベアリングの摩耗の結果として、それによって生成されるノイズのレベルは増加するだけです。ヒートシンクの温度に依存するファンをオンにすることにも欠点があります。高出力では、ヒートシンクが熱くなり、冷却システムがオンになりますが、ボリュームとそれに応じて電力が減少すると、ファンの音が聞こえますが、強制冷却は不要になりますが、自然の空気循環で十分です。説明されているデバイスにはこれらの欠点がなく、増幅器の出力電力の設定されたしきい値を超えると、冷却ファンがオンになります。

パワーアンプ冷却ファン制御装置。回路図

チップ DA1 には 1.1 つの独立したコンパレータが含まれています。最初のノードでは、アンプの出力電力が特定のしきい値レベルを超えていることを判断するノードが組み立てられ、1 つ目のノードでは、ファンのオフを遅らせるためのノードが組み立てられます。電力増幅器の出力からの信号は、抵抗器 R2 を介して比較器 DA2 の反転入力に供給されます。ツェナーダイオード VD1 は、信号の負の半サイクルを増幅するときに、パワーアンプからの負の電圧からコンパレータの入力を保護します。要素R3とVD1.1には、コンパレータの動作のしきい値を設定するパラメトリック安定器が組み込まれています。抵抗 R1 は出力段 DA4 の負荷として機能し、オープンコレクタ方式に従って作られています。コンデンサ C3 と抵抗 R1 は、ファンをオフにする遅延時間を設定します。ダイオード VD3 は、抵抗 R5 を介してコンデンサ CXNUMX が放電するのを防ぐために必要です。遅延により、ファンの電圧をしばらく維持して、ヒートシンクで放出されるエネルギーを除去できます。チューニング抵抗 RXNUMX を使用して、ターンオフ遅延時間を調整できます。

コンパレータDA1.2の出力からの信号は、冷却ファンをオンにするトランジスタVT1を制御します。信号レベルが変化したときのデバイスの動作を考慮してください。パワーアンプの出力の電圧がツェナーダイオードVD1の電圧よりも低い場合、コンパレータDA1.1の出力でハイレベルが動作します。デバイスの入力の電圧がツェナーダイオードVD1の電圧を超えると、コンパレータDA1.1の出力にローレベルが現れ、コンデンサC1がダイオードVD3を介して電源電圧への充電を開始します。コンパレータDA1.2の非反転入力の電圧は反転入力の電圧よりも低いですが、その出力の電圧は低く、トランジスタVT1が開いており、ファンがオンになっています。信号レベルが低下し、電圧コンデンサが7番目のコンパレータの入力で放電されるとすぐに、それが切り替えられ、ピン1にハイレベルが現れ、トランジスタVTXNUMXが閉じ、ファンがオフになります。

デバイスが動作するパワーアンプの出力電力は、次の式で計算できます。

Pout =（U_VD1)²/R_H,
どこで_VD1 - ツェナーダイオード VD1 の安定化電圧。
R_H はパワーアンプの負荷抵抗です。

デバイスのすべての部品は、ホイルグラスファイバー製の片面プリント回路基板に配置されています。ボードの図面と要素の位置を下の図に示します。

パワーアンプ冷却ファン制御装置。プリント回路基板

このデバイスは、MLT-0,125 または類似の抵抗器、コンデンサ - K50-35 または類似の輸入品を使用します。ダイオード VD3 - 任意のシリコンシリーズ KD503、KD521、KD522。トランジスタ VT1 - KT816 任意の文字インデックス付き。ファンは、12 V の定電圧と 0,5 A 以下の消費電流用に設計する必要があります。消費電流が 150 mA を超えるファンを接続する場合は、VT1 トランジスタを小さなヒートシンクに取り付ける必要があります。供給電圧は 24 V まで上げることができますが、同時に、適切な抵抗のクエンチング抵抗をファンと直列に接続するか、直列に接続された XNUMX つのファンを使用する必要があります。

デバイスの確立は、ファンをオフにするために必要な遅延時間にトリミング抵抗 R5 を設定するだけです。デバイスをより正しく動作させるために、ツェナーダイオード VD0,01 と並列に最大 2 uF の容量のコンデンサを接続することをお勧めします。

著者：A。Zhurba; 出版物：cxem.net

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