Напряжение питания бортовой сети легкового автомобиля составляет 12 вольт. Если задаться сопротивлением акустической системы равным 4 Ом, то максимальная мощность, которую можно получить при таком напряжении питания составит 36 ватт. Это самый теоретический максимум, предполагающий мостовое включение усилителя и нулевое сопротивление транзисторов выходного каскада в открытом состоянии, то есть, практически для цифрового импульсного усилителя.
Для аналогового усилителя максимальная мощность будет не более 20 ватт на канал при мостовом включении.
Для получения большей мощности необходимо либо применение импульсного выходного каскада, формирующего аудио сигнал методом широтно импульсной модуляции, либо нужно понижать сопротивление акустической системы. В первом случае в звуке будет присутствовать ультразвуковая составляющая от ШИМ, а так же. Нужны будут более сложные меры борьбы с искажениями сигнала.
Во втором случае, сопротивление звуковой катушки уже будет сопоставимо с сопротивлением идущих к ней проводов, что в общем, такие меры может свести на нет. Есть еще способ - организация вольт добавки питания в выходном каскада за счет выпрямления выходного сигнала и большой накопительной емкости. Но это тоже не очень хорошо, так как сложно получить достаточно линейную АЧХ, и может быть неравномерной зависимость коэффициента передачи по мощности от величины входного сигнала.
Конечно, все перечисленные выше меры повышения выходной мощности усилителя, питающегося от низковольтного источника, имеют право на существование, и при аккуратном и грамотном исполнении дают неплохие результаты. Но, есть и более традиционный способ повышения мощности УНЧ, - просто повысив его напряжение питания с помощью преобразователя напряжения, и даже организовав с его же помощью двух полярное питание.
Этот способ позволяет использовать в автомобиле не компромиссный автомобильный вариант УНЧ, а практически любую схему УНЧ, применяемую в стационарной аппаратуре, способную обеспечить значительно лучшее качество звучания, чем хитроумные схемы мощных авто-УНЧ, с вольт добавками на конденсаторах и низкоомными акустическими системами, ведь как скажет любой любитель Hl-end. - самое лучшее звучание дает простой одноламповый каскад без цепей обратной связи и с высокоомным выходом. Но это уже конечно другая крайность.
 

Какова бы не была схема «обычного» УНЧ, который вы планируете использовать в автомобиле, для него нужно преобразователь напряжения питания. Этот преобразователь должен выдавать повышенное двух полярное напряжение, в данном случае ±20V при выходном токе до 4А. Такой источник питания сможет питать УНЧ с выходной мощностью до 60-70 ватт, выполненный по традиционной схеме.
Принципиальная схема преобразователя показана на рисунке. Схема во многом типовая. Задающий генератор со схемой ШИМ стабилизации выходного напряжения выполнен на микросхеме А1. Номинальная частота генерации около 50 кГц (регулируется резистором R3). Образцовое напряжение с выхода поступает на вход компаратора (вывод 1) и в зависимости от напряжения на выводе 1 компаратор изменяет широту импульсов, генерируемых микросхемой так чтобы поддерживать выходное напряжение стабильным. Величина выходного напряжения точно устанавливается подстроечным резистором R8, который сформирует это измерительное напряжение.
Цепь VD1-C3-R4-R5 формирует плавный пуск схемы.
Выходные противофазные импульсы снимаются с выводов 8 и 11 A1 для подачи на выходные каскады, но здесь они сначала поступают на драйвер выходных транзисторов на микросхеме А2. Задача этой микросхемы в усилении мощности этих импульсов, так как здесь используются мощные полевые транзисторы с низким сопротивлением открытого канала. Такие транзисторы обладают существенной емкостью затворов. Чтобы обеспечить достаточную быстроту открывания транзисторов нужно обеспечить как можно более быструю зарядку и разрядку емкостей их затворов, для этого и служит драйвер на A2.
По цепи питания установлены большие конденсаторы С6 и С7, они должны быть распаяны толстым проводом непосредственно у точки отвода первичной обмотки трансформатора.
Для варианта, дающего двух полярное напряжение питания (как на схеме) вторичная обмотка имеет отвод от середины. Этот отвод через индуктивность L2 соединен с общим проводом. На диодах VD2-VD5 (диоды Шоттки) сделан выпрямитель, дающий положительное и отрицательное напряжения. В схеме с одно полярным питанием вторичная обмотка не имеет отвода, и отрицательный вывод выпрямительного моста нужно соединить с общим минусом. В этом случае, если требуется напряжение 40 вольт сопротивление резистора R9 должно быть увеличено вдвое по сравнению с обозначенным на схеме.
В качестве основы для трансформатора используется аккуратно разобранный и размотанный трансформатор от источника питания старого цветного телевизора моделей линейки 3-УСЦТ. Следует заметить, что сердечник трансформатора там склеен довольно прочно и не каждая попытка разделить его половины заканчивается успехом. В этом смысле, на мой взгляд, лучше иметь два таких трансформатора. У одного трансформатора разрезаете каркас вместе с обмоткой и удаляете его. Остается сердечник, который уже без каркаса и обмотки разделить значительно проще и результативнее. У второго трансформатора аккуратно разбиваете и разламываете сердечник, так чтобы не повредить каркас. В результате этого «варварства» получаете один хороший сердечник и один хороший каркас.
О намотке. Намотка должна держать большой ток, поэтому для неё нужен толстый провод. Для намотки первичной обмотки используется втрое сложенный медный провод ПЭВ 0,61 мм. Для вторичной такой же провод, но сложенный вдвое. Первичная обмотка - 5+5 витков, вторичная, -10+10 витков.
Катушка L1 - не катушка, а ферритовая трубка, надетая на провод. L2 - 5 витков сложенного втрое провод марки ПЭВ диаметром 0.62 мм на ферритовом кольце диаметром 28 мм.
Все радиокомпоненты блока питания зарубежные, но имеют много отечественных аналогов:
FU1 - плавкий предохранитель на 10 ампер
A1 - TL494CN - отечественный аналог КР1114ЕУ4
A2 - TPS2811P
VT1, VT2 - FDB045AN
VD1 - 1N4148
VD2 - VD5 - 1N5822
C1, C4, C9 - 0,1 мкФ
C2 - 1000 пФ
C3 - 2,2 мкФ х 25 вольт
C5, C8 - 47 мкФ х 25 вольт
C6, C7 - 10000 мкФ х 25 вольт
C10 - 10 мкФ - 25 вольт
C11, C12 - 2200 мкФ х 25 вольт
R1 - 100 кОм
R2, R5, R6, R7 - 1 кОм
R3 - 22 кОм - переменный
R4 - 22 кОм
R8 - 2,2 кОм - переменный
R9 - 4,7 кОм
R10, R11 - 10 Ом