08.07.2024
Некоторое время назад, во время тестирования максимальной выходной мощности усилителя, мы заметили, насколько значительно мощность увеличивается с более высоким напряжением питания. Это наблюдение заставило нас понять, что мы никогда тщательно не изучали взаимосвязь между напряжением аккумулятора автомобиля и максимальной выходной мощностью автомобильного аудиоусилителя. Пришло время заняться этим.
Почему напряжение батареи имеет значение для выработки мощности усилителя?
Сегодня большинство автомобильных аудиоусилителей используют слабо или полностью нерегулируемые источники питания. В результате положительные и отрицательные напряжения, доступные для питания выходных устройств, становятся фиксированным кратным напряжению питания. Например, если напряжение батареи составляет 12,5 вольт, усилитель может вырабатывать 500 ватт. Однако если это напряжение увеличится до 14,4 вольт, усилитель может вырабатывать 600 ватт.
Чтобы обеспечить надежность продукта, компании обычно устанавливают максимальный предел напряжения, который не позволяет усилителю вырабатывать избыточную мощность. Но почему это важно? Все автомобильные аудиоусилители преобразуют часть потребляемой ими мощности в тепло. Радиатор и система охлаждения должны рассеивать определенное количество тепловой энергии для контроля температуры усилителя. Примечательно, что по мере увеличения уровня мощности увеличивается и количество тепла, которое необходимо отводить, поскольку эффективность усилителя остается постоянной при максимальной мощности.
Например, рассмотрим усилитель с эффективностью 80% и мощностью 500 Вт; он преобразует 125 Вт в тепло. Если подать больше напряжения питания, усилитель может вырабатывать 600 Вт, требуя от радиатора отвода 150 Вт тепла. Это, скорее всего, осуществимо. Теперь, если усилитель может вырабатывать 700 Вт при 16 вольтах, ему придется отводить 175 Вт тепла — значительное увеличение по сравнению со 125 Вт. Если только шасси не массивное или нет многочисленных 0,3 Вт, переход с 14 на 15 вольт увеличит выходную мощность на 56 Вт.
Почему уровень мощности увеличивается больше с каждым скачком напряжения? Мощность пропорциональна квадрату напряжения, деленного на сопротивление нагрузки, согласно формуле V^2 ÷ R. Таким образом, небольшое увеличение напряжения приводит к умеренному увеличению мощности.
Не прибегая к использованию ненадежных сторонних генераторов или обслуживанию аккумуляторных батарей, самый простой способ гарантировать, что ваш усилитель получит всю мощность, вырабатываемую аккумулятором и системой зарядки, — это поручить техническому специалисту, работающему с транспортным средством, установить высококачественный медный кабель питания, достаточно большой для потребностей усилителя по току.
В автомобильной аудиосистеме, требующей около 15 футов провода питания, мы рекомендуем следующие размеры кабелей: 10-AWG для нагрузок до 22 ампер, 8-AWG для нагрузок до 35 ампер и 6-AWG (если вы все еще можете его найти) для нагрузок до 56 ампер. Для нагрузок до 88 ампер достаточно кабеля 4-AWG . Если вам нужно передать 218 ампер тока на расстояние 15 футов, охлаждающие вентиляторы, эта разница означает, что усилитель не будет работать так долго до перегрева.
Более того, повышенное напряжение питания представляет собой еще одну проблему: максимальные номинальные напряжения на компонентах. Например, большинство усилителей включают фильтрующие конденсаторы на силовых соединениях, которые могут быть 16-вольтовыми, 1000 мкФ. Чтобы принять более 16 вольт, производителю может потребоваться обновление до 25-вольтовых конденсаторов. Эти конденсаторы с более высоким напряжением больше и дороже. Кроме того, диоды и другие компоненты защитной схемы могут потребовать обновления для работы с более высокими рабочими напряжениями, что еще больше увеличивает затраты при небольшом приросте производительности в нормальных условиях.
Мы решили проверить это дальше, используя двухканальный полнодиапазонный усилитель Rockford Fosgate Punch-Series P300X2. Недавно мы повторно протестировали несколько усилителей с нашими новыми блоками питания, и хотя этот усилитель не был в расписании, мы решили все равно его протестировать.
Мы настроили усилитель и подключили его к банку 300-ваттных керамических резисторов малой индуктивности, настроенных на нагрузку 4 Ом. Сначала мы настроили источник питания на подачу 16 вольт на усилитель, что немного ниже его максимального верхнего предела напряжения. Затем мы увеличивали сигнал на усилителе до тех пор, пока выходной сигнал не оказался в пределах от 1 до 1,05% THD+N. После этого мы уменьшили напряжение питания и сигнал, измеряя выходную мощность с интервалом 0,5 вольта, пока не достигнем минимальной выходной мощности источников питания. Чтобы соответствовать стандарту измерения мощности автомобильного аудиоусилителя ANSI/CTA-2006-D, мы измеряли мощность при 14,4 вольта вместо 14,5 вольт.
Разница в выходной мощности между 11,25 и 16 вольт существенна, как показывает диаграмма. При увеличении на 4,8 вольт усилитель почти удвоил свою выходную мощность. Мы одновременно зафиксировали измерения потребления тока для расчета эффективности. Этот усилитель класса AB оставался эффективным между 67% и 68% во всем диапазоне измерений.
В нашем полном тест-драйв-обзоре усилителя наша первоначальная максимальная мощность составляла 360,1 Вт при 14,15 В. На этот раз мы измерили 398 Вт при 14,4 В. Хотя вы, скорее всего, не услышите разницу в 38 Вт, стоит отметить, что усилитель, рассчитанный на 300 Вт, выдал 400 Вт. Поклонники Rockford Fosgate уже знают, что они получают больше, чем заплатили.
Интересно, что хотя зависимость между максимальной мощностью, которую может выдать усилитель, и напряжением питания кажется линейной, на самом деле это не так. Увеличение примерно с 12 до 13 вольт дало на 48,3 Вт больше. Скачок с 13 до 14 вольт добавил необходимость в силовом кабеле 50-AWG. Для тока до 289 ампер используйте кабель 2/0-AWG. Наконец, если у вас большой усилитель или несколько меньших усилителей, кабель 4/0-AWG длиной более 15 футов подойдет для 422 ампер. Хотя эти кабели, несомненно, могут пропускать больше тока, падение напряжения для этих расчетов не должно превышать 0,35 вольт по всей длине. Не забудьте учесть потери в обратном пути, которые, если размер и длина кабеля одинаковы, приведут к падению на 0,7 вольт.
Чтобы проиллюстрировать это более наглядно, для нашего 300-ваттного усилителя потеря 0,7 вольт на клеммах питания снижает выходную мощность примерно на 35 ватт, примерно на 10% от номинальной мощности. Если вы считаете, что экономия на силовом кабеле — хорошая идея, вот математика, доказывающая обратное.
Рассмотрим максимальную теоретическую выходную мощность этого усилителя с 15 футами кабелей 10, 8 и 4-AWG для подключения питания и заземления. Предполагая, что электрическая система может поддерживать 14,4 вольта на аккумуляторе, 15-футовый участок кабеля питания и заземления 10-AWG снизит напряжение на усилителе до 13,11 вольт. С кабелями 8-AWG напряжение упадет до 13,59 вольт, в то время как использование кабелей 4-AWG снизит падение до 14,08 вольт. Если бы вы раскошелились на кабель 0-AWG, падение на кабеле привело бы к тому, что усилитель получил бы 14,27 вольт. Вы могли бы ожидать меньшего падения на 30 футах кабеля питания 0-AWG, но это не так.
Если вам интересно, почему Rockford Fosgate переоценивает свои усилители, то это потому, что в большинстве установок отсутствуют достаточно большие кабели питания и заземления. Если вы потеряете вольт на проводе питания, в случае Punch P300X2 максимальная выходная мощность упадет примерно на 10%. Вы все равно получите всю мощность, за которую заплатили, но не так много, как это возможно. Поэтому инвестирование в более крупные кабели питания и заземления более рентабельно, чем покупка следующего по размеру автомобильного аудиоусилителя в серии.
Даже после трех с половиной десятилетий работы в индустрии мобильных улучшений никто из членов нашей команды не помнит, чтобы кто-то публиковал подобные данные относительно напряжения батареи и мощности усилителя. Возможно, это и случалось, но мы этого не видели. Эти данные подчеркивают критическую необходимость в кабелях питания адекватного размера. Если вы подумываете об обновлении автомобильной аудиосистемы с помощью мощных усилителей, убедитесь, что проводка достаточна для максимального увеличения выходной мощности выбранного вами усилителя. Посетите местный специализированный магазин мобильных улучшений сегодня. Выберите усилитель, который отлично звучит и эффективен, затем убедитесь, что он установлен с самыми большими кабелями питания и заземления, которые вы можете себе позволить.
ТехноМаркет64 © 2014 - 2025
ООО "Техно Маркет".
Данный информационный ресурс не является публичной офертой. Наличие и стоимость товаров уточняйте по телефону. Производители оставляют за собой право изменять технические характеристики и внешний вид товаров без предварительного уведомления.Карта сайта