電源一体型アクティブスピーカー。スキーム、説明

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電源一体型アクティブスピーカー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ポータブルデジタルデバイス (タブレットコンピューター、ラップトップ、ポータブル LCD TV、ナビゲーターなど) はサイズが小さいため、内蔵音響の音質にはまだ不十分な点が多くあります。静止状態で大音量で十分なサウンドを得るには、通常、音響システム (AS)、アクティブスピーカー (UMZCH 内蔵) を備えた外部パワーアンプ AF (UMZCH) に接続します。多くの場合、後者は 230 V ネットワークからのみ電源を供給できますが、停電や電力不足の場合にマルチメディアデバイスに内蔵された「ツイーター」のサウンドに満足できない場合は、以下に説明するアクティブ XNUMX ウェイスピーカーシステムと組み合わせた電源を使用できます。

提案する AS のスキームを図に示します。 1. 設計 [1、2] と比較して、より機能的であり、利用可能な主電源と内蔵の G1 リチウム電池の両方で動作できます。デバイスがネットワークに接続されると、再充電が自動的に行われます。さらに、スピーカーには XS2 USB ソケットが装備されており、さまざまな「ポケット」マルチメディアサウンド再生デバイスを接続してバッテリーに電力を供給したり充電したりできます。また、[1] とは異なり、外部デバイスへの電力供給とスピーカーに内蔵の UMZCH の操作を同時に行うことができます。

米。 1. AC ダイアグラム (クリックして拡大)

入力信号は XP1 プラグに入り、R2R3 加算器、L1C11R14 RLC フィルター、C14 絶縁コンデンサーを通過し、ユニポーラ電源と電子ボリュームコントロールを備えた AF ブリッジパワーアンプである TDA7052A (DA3) マイクロ回路の入力に送られます。この超小型回路は 4,5 ～ 18 V の電源電圧で動作でき、最大出力電力は 1,1 W、最大消費電力は 1,25 W です。ボリュームは可変抵抗器 R16 によって制御されます。ダンピング回路 R23C25、R25C26、および抵抗 R26 は、超音波周波数でのマイクロ回路の自己励起の可能性を防ぎます。高音周波数を再生するように設計された BA1 ダイナミックヘッドと BA2 圧電セラミックホーンサウンダーがアンプ出力に接続されています。電源電圧が 6,3 V の場合、BA1 ヘッドの最大信号振幅は約 6,5 V です。

LC フィルタ L5,3C6,3C4 を介して、電圧 23 または 20 V の UMZCH によって電力が供給されます。 UMZCH の共通断線に含まれる C2R7R10 回路は、XS2 ソケットから電力が供給され、その負の電源線がヘッドフォンジャックまたは外部 UMZCH の共通線ではない場合に、アンプ入力が接続されているデバイスへの損傷を防ぎます。ステレオヘッドフォンまたは別の UMZCH を XS1 ジャックに接続できます。

このデバイスは、携帯電話の容量 2700 mAh の標準的なリチウムイオンバッテリーを使用します。このようなバッテリの公称電圧は通常わずか 3,7 V であるため、大きな出力電力を得るために、UMZCH は MC34063AP1 (DA1) チップに組み込まれた昇圧コンバータを介してバッテリに接続されます。バッテリＧ１の電圧は、スイッチＳＡ１の閉じた接点およびリレーＫ１の接点Ｋ１．１を介してその入力に供給される。コンバータの出力電圧 - 約 1 V - は、抵抗 R1、R1.1 によって設定されます。飽和電圧の小さいトランジスタＶＴ２には、外付けの電子キーが組み込まれている。電圧コンバータの出力に接続される最大負荷電流は、DA1 入力の電圧が少なくとも 6,3 V の場合に 18 A に達します。青色 LED HL13 は、内蔵バッテリからの UMZCH の電源で点灯します。

バッテリ電圧が 3,3 V (バッテリがほぼ空の場合) ではコンバータの効率は 63%、4,2 V (バッテリが完全に充電された場合) では約 74% になります。バッテリーによるスピーカーの連続動作時間は、中音量時（出力約0,2W）で約15時間です。

230 V の主電源電圧は、保護抵抗 R1 を介して降圧トランス T1 の一次巻線に供給されます。二次巻線から、約 10 V の交流電圧がポリマー自己修復ヒューズ FU1 を介して整流器ブリッジ VD3 に供給されます。コンデンサ C10 は、整流された電圧のリップルを平滑化します。

リニア電圧レギュレータは、KIA78R05PI (DA2) 集積回路に組み込まれています。 KIA78RxxPI シリーズのマイクロ回路の特徴は、負荷電流 0,5 A で入力と出力間の電圧がわずか 1 V で動作することです (従来のスタビライザー、たとえば 7805、KR142EN5 シリーズでは、入力電圧が出力電圧より 2 ～ 3 V 高い必要があります)。ショットキーダイオード VD5 は、スタビライザーの出力電圧を約 0,3 V 増加させます。

デバイスがネットワークに接続されると、緑色の LED HL3 が点灯し始め、リレー K1 が作動し、その接点 K1.1 がバッテリー G1 を電圧コンバーターから切り離し、K1.2 が UMZCH 電源回路をコンバーターの出力から DA2 チップ上の線形安定化装置の出力に切り替えます。後者の出力電圧はスイッチングブーストコンバータよりも 1 V 低いため、主電源に切り替えるとスピーカーの音量は自動的に減少します。これは、ネットワークからのこのスピーカーの操作がその主な機能ではないためです。ネットワークがあれば、通常、音声再生デバイスを固定の UMZCH に接続することが可能です。

バッテリ G1 は、線形安定器から電流制限抵抗 R4 とダイオード VD1 を介して充電されます。バッテリー端子の電圧が約 4,25 V に達すると、内蔵コントローラーがバッテリーを充電回路から切り離し、ゲルマニウムトランジスタ VT1 が閉じ、赤色 LED HL1 が消灯します。

スピーカーのほとんどの部品は、グラスファイバー製の 2 つの取り付けプレートに両面ヒンジで取り付けられています。 UMZCH ボード (図 60) の寸法は 55x3 mm、昇圧電圧コンバータ (図 70) は 68x4、リニア電源 (図 80) は 55xXNUMX mm です。デバイスノードのモジュール設計により、スピーカーの組み立て、レイアウト、その後のアップグレードが大幅に容易になります。

複合電源を備えたアクティブスピーカー
米。 2.UMZCHボード

複合電源を備えたアクティブスピーカー
米。 3. 昇圧コンバータ基板

複合電源を備えたアクティブスピーカー
米。 4. リニア電源

抵抗器 R1 を除いて、任意の小型の固定抵抗器をデバイスに適用できますが、不燃性または不連続であることが望ましいです。可変抵抗器 R16 - SP3-4、SP3-33-32。静電気による DA3 チップの損傷を防ぐために、この抵抗器の金属シールドとビーズを共通のワイヤに接続する必要があります。コンデンサ C2 - 無極性酸化物またはセラミック、C14、C25、C26 - 小型フィルム。残りの無極性コンデンサは、セラミック K10-17、K10-50、または表面実装用のものを含む類似品です。コンデンサ C8 と C20 はそれぞれのマイクロ回路のピンのできるだけ近くにはんだ付けする必要があり、C27 は XS2 USB ソケットの接点に直接はんだ付けする必要があります。残りのコンデンサは酸化物 K50-68、K53-19 または類似品です。

1N4933GP (VD2) ダイオードを、少なくとも動作リレー K1 の順電流と少なくとも 30 V の逆電圧を備えたシリコン製のダイオード、GBL06 (VD3) ダイオードブリッジ、D2SB、RC201 ～ RC207、RS201 ～ RS207、BR305 ～ BR310 のいずれかに置き換えることができます。たとえば、ショットキーダイオード SS12 の代わりに、SR14 (VD1) - SR5817 ～ SR1、SR5818、SR120、130N360 の代わりに、SS4、504N506、306 N360、SB1、SB5822 が適しています。 LED - 内蔵抵抗のない汎用の連続発光。輸入ゲルマニウムトランジスタGT2 307 (VT1) - 国内シリーズMP25、MP26、MP39-MP42、トランジスタFZT851 (VT2) - KZT851の代替品。トランジスタVT2は冷却表面積4cmのヒートシンク上に設置されています²。まずピンセットを使ってフランジを溶融はんだの中に下げてヒートシンクに取り付けます。このようなトランジスタがない場合は、2SC3746 ～ 2SC3748 を使用できます。

MC34063AP1 (DA1) チップは、MC34063AP、MC33063AP1、KA34063A IP33063N などと互換性がありますが、取り付けを容易にするために、DIP-8 パッケージのチップを使用することが望ましいです。 KIAT8R05PI (DA2) チップの代わりに、KA78R05 などの 220 ピン TO-78 パッケージの 05R60 シリーズを使用できます。冷却表面積（片面）XNUMXcmのジュラルミン製ヒートシンクに搭載²。 TDA7052A(DA3)チップケースに冷却表面積2,5cmのジュラルミン製U字型ヒートシンクを接着²。マイクロ回路の代替品として考えられるのは TDA7052B ですが、このシリーズの他のマイクロ回路は適していません。

チョーク L1、L5 のそれぞれは、半分に折り畳まれた取り付けワイヤより線を数回巻いたもので、パーマロイまたは低周波フェライトで作られた直径 7 ～ 20 mm のリング磁気回路に巻かれています (コンパクト蛍光灯の電子安定器トランスの磁気回路も適しています)。インダクタ L2 ～ L4 - H 型フェライト磁気コアを使用した工業生産 (巻線の抵抗が低いほど優れています)。それらの最初のインダクタンスは100 ... 400 μHであり、他のものは大きいほど良いです。

ステップダウントランス T1 - 改良版 TS-10-3M1 (75 ターンが二次巻線から巻き戻されている) または TP-114-2。自作トランスの場合、中心コア面積が4,3 ... 4,5 cmのW型磁気回路が適しています²。一次巻線には直径 2670 ... 0,13 mm の巻線が 0,15 回巻かれ、二次巻線には直径 105 mm の巻線が 0,62 回巻かれます。磁気回路のプレートは重なって組み立てられます。

リレー K1 - 2 つのグループのスイッチング接点を備えた DS5Y-S-DC60V (松下) (最大スイッチング電力 - 150 W)。リレー巻線の抵抗は約 5 オーム、公称電圧と電流はそれぞれ 40 V と 1 mA です。電源スイッチ SA1 - KCD101-2011 または KCD-101、MRC-6-1A。古いキネスコープ TV のダイナミックヘッド BA1 - E77-030-0,5、8 オームのボイスコイルを備えた 150 W からの適切な広帯域電力であれば十分です。ピエゾセラミックヘッド - 不明なモデル、これもキネスコープ TV のもの。 MF-S160 ポリマー自己復帰ヒューズを MF-R30、LP160-XNUMX と交換します。コントローラ内蔵のリチウムイオン電池 - 携帯電話から（容量が大きいほど良い）。複数のバッテリーの並列接続が可能です。このような電池を直列に接続しないでください。

寸法103x98x125 mmのデバイスの本体はポリスチレンから接着されています。 BA1 ヘッドの設置場所の前壁には直径 1 mm の穴が開けられ、後壁には直径 225 mm の通気孔が 3 個開けられています。 BA2ヘッドはハウジングの外側に取り付けられています。ノードのレイアウトを図に示します。 5、スピーカーの外観 - 図。 6.

複合電源を備えたアクティブスピーカー
米。 5. ノードのレイアウトの表示

複合電源を備えたアクティブスピーカー
米。 6.スピーカー外観

リレー K8 の巻線回路内のクエンチング抵抗器 R1 は、デバイスがネットワークに接続されたときに接点が確実に切り替わるように選択されます。抵抗器 R15、R17 を選択することによって、音量レベルの希望の間隔が設定され、構造に主電源から電力が供給されているときに可変抵抗器 R16 によって調整されます。 BA1 ヘッドがより高いオーディオ周波数を再生できない場合、BA2 ヘッドの接続は任意の位相にすることができます。

文学

Butov A. 小型アクティブスピーカー - USB 充電器。 - ラジオ、2014 年、第 6 号、p. 14、15。
Butov A. コンピュータースピーカーシステム SP-P110 の完成。 - ラジオ、2015 年、第 8 号、p. 48、49。

著者: A.ブトフ

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