具有组合电源的有源扬声器。方案、说明

带组合电源的有源扬声器。无线电电子电气工程百科全书

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由于便携式数码设备（如平板电脑、笔记本电脑、便携式液晶电视、导航仪等）体积较小，其内置音响的音质效果不尽如人意。为了在静止条件下发出足够响亮且足够好的声音，它们通常连接到带有音响系统 (AS) 的外部功率放大器 AF (UMZCH)、有源扬声器（内置 UMZCH）。后者往往只能由230V网络供电，为了在停电或缺电时对多媒体设备内置的“高音扬声器”的声音不满意，可以使用有源二下面介绍采用组合电源方式的扬声器系统。

所提出的AS方案如图1所示。 1. 与设计[2, 1]相比，它的功能更加丰富，既可以使用内置市电供电，也可以使用内置G2锂电池供电。当设备连接到网络时，它会自动充电。此外，扬声器还配备了 XS1 USB 插座，您可以连接各种“袖珍”多媒体声音再现设备，为电池供电和充电，同时与[XNUMX]不同，为外部设备供电并操作扬声器内置的 UMZCH是可以同时进行的。

米。 1.交流电图（点击放大）

输入信号进入XP1插头，经过R2R3加法器、L1C11R14 RLC滤波器、C14隔离电容后到达TDA7052A(DA3)微电路的输入，该微电路是单极性供电、电子音量控制的AF桥功率放大器。该微电路可以在4,5 ... 18 V的电源电压下工作，其最大输出功率为1,1 W，最大功耗为1,25 W。音量由可变电阻R16控制。阻尼电路R23C25、R25C26和电阻器R26防止微电路在超声波频率下可能的自激。 BA1 动圈头和 BA2 压电陶瓷喇叭发声器（设计用于再现高声音频率）连接到放大器输出。当电源电压为 6,3 V 时，BA1 头的最大信号幅度约为 6,5 V。

它由 UMZCH 通过 LC 滤波器 L5,3C6,3C4 提供 23 或 20 V 电压供电。如果放大器输入连接的设备由 XS2 插座供电且其负极电源线不是耳机插孔或外部 UMZCH 的公共线，则 UMZCH 公共断线中包含的 C7R10R2 电路可防止损坏放大器输入所连接的设备。您可以将立体声耳机或另一个 UMZCH 连接到 XS1 插孔。

该设备使用标准的手机锂离子电池，容量为2700mAh。由于此类电池的标称电压通常只有3,7 V，为了获得较大的输出功率，UMZCH通过MC34063AP1（DA1）芯片上组装的升压转换器与电池连接。电池G1的电压通过开关SA1的闭合触点和继电器K1.1的触点K1提供至其输入。转换器的输出电压约为 6,3V，由电阻器 R18、R13 设置。在饱和电压较小的晶体管VT2上安装有外部电子钥匙。连接到电压转换器输出的最大负载电流可达到 0,5 A，DA1 输入处的电压至少为 3,3 V。蓝色 LED HL2 在 UMZCH 的内置电池供电时发光。

在电池电压为 3,3 V（电池几乎耗尽）时，逆变器效率为 63%，在 4,2 V（电池充满电）时，逆变器效率约为 74%。扬声器在中等音量（输出功率约0,2W）下使用电池连续工作时间约为15小时。

230V市电电压通过保护电阻R1提供给降压变压器T1的初级绕组。从次级绕组，通过聚合物自愈熔断器FU10向整流桥VD1提供约3V的交流电压。电容器C10平滑整流电压的纹波。

KIA78R05PI（DA2）集成电路上组装有线性稳压器。 KIA78RxxPI系列微电路的一个显着特点是在负载电流为0,5A时，其输入和输出之间的电压仅为1V（传统稳定器，例如7805系列KR142EN5，要求输入电压为2 ...比输出高 3 V）。肖特基二极管VD5使稳定器的输出电压增加约0,3V。

当设备连接到网络时，绿色 LED HL3 开始发光，继电器 K1 被激活，其触点 K1.1 将电池 G1 与电压转换器断开，K1.2 将 UMZCH 电源电路从转换器到DA2芯片上线性稳定器的输出。由于后者的输出电压比开关升压转换器低1V，因此当切换到市电电源时扬声器音量会自动降低。这样做是因为从网络进行该扬声器的操作并不是其主要功能 - 如果有网络，通常可以将声音再现设备连接到固定的 UMZCH。

电池G1由线性稳压器通过限流电阻R4和二极管VD1充电。当电池端子电压达到4,25V左右时，内置控制器将其与充电电路断开，锗三极管VT1截止，红色发光二极管HL1熄灭。

扬声器的大部分部件安装在三个玻璃纤维制成的安装板上，安装方式为双面铰接。 UMZCH板的尺寸（图2）为60x55，升压转换器（图3）为70x68，线性电源（图4）为80x55 mm。设备节点的模块化设计极大地方便了音箱的组装、布局以及后续的升级。

组合电源有源扬声器
米。 2. UMZCH 板

组合电源有源扬声器
米。 3.升压转换器板

组合电源有源扬声器
米。 4.线性电源

装置中可以使用任何小尺寸的固定电阻器，但电阻器R1除外，最好是不易燃或不连续的。可变电阻器R16 - SP3-4、SP3-33-32。为了防止静电损坏 DA3 芯片，金属屏蔽层和该电阻的磁珠必须连接到公共导线。电容器C2——非极性氧化物或陶瓷，C14、C25、C26——小尺寸薄膜。其余的无极性电容器是陶瓷 K10-17、K10-50 或类似电容器，包括用于表面安装的电容器。电容器 C8 和 C20 必须尽可能靠近相应微电路的引脚焊接，而 C27 则必须直接焊接到 XS2 USB 插座的触点上。其余电容器是氧化物 K50-68、K53-19 或类似电容器。

我们可以将 1N4933GP (VD2) 二极管替换为任何正向电流至少为工作继电器 K1 且反向电压至少为 30 V 的硅二极管、GBL06 (VD3) 二极管电桥 - 与 D2SB、RC201 中的任何其他二极管 - RC207、RS201-RS207、BR305-BR310。例如，可以使用 SS12、14N1、5817 N1、SB5818、SB120 代替肖特基二极管 SS130，也可以代替 SR360 (VD4) - SR504-SR506、SR306、SR360、1N5822。 LED - 任何通用的连续发光，无需内置电阻。可替代进口锗晶体管GT2 307（VT1）-国产系列MP25、MP26、MP39-MP42，晶体管FZT851（VT2）-KZT851。晶体管VT2安装在散热片上，散热面积为4cm²。首先用镊子将法兰放入熔化的焊料中，将其连接到散热器上。如果没有此类晶体管，可以使用2SC3746-2SC3748。

MC34063AP1（DA1）芯片可与MC34063AP、MC33063AP1、KA34063A、IP33063N等互换，但为了便于安装，最好使用DIP-8封装的芯片。除了 KIAT8R05PI (DA2) 芯片之外，任何采用四引脚 TO-78 封装的 05R220 系列芯片（例如 KA78R05）都可以。它安装在冷却表面积（一侧）为 60 cm 的硬铝散热器上²。冷却表面积为 7052 cm 的硬铝 U 形散热器粘在 TDA3A (DA2,5) 芯片外壳上²。该微电路的可能替代品是 TDA7052B，该系列的其他微电路不适合。

每个扼流圈 L1、L5 都是对折的多股安装线的几匝，缠绕在由坡莫合金或低频铁氧体制成的直径为 7 ... 20 mm 的环形磁路（来自电子镇流器变压器的磁路）上紧凑型荧光灯也适用）。电感器L2-L4——工业生产的H形铁氧体磁芯（其绕组电阻越低越好）。第一个的电感为 100 ... 400 μH，其他的 - 越大越好。

降压变压器T1 - 改良型TS-10-3M1（次级绕组绕出75匝）或TP-114-2。对于自制变压器，中心磁芯面积为4,3 ... 4,5 cm的W形磁路是合适的²。初级绕组应包含 2670 匝直径为 0,13 ... 0,15 mm 的绕组线，次级绕组应包含 105 匝直径为 0,62 mm 的绕组线。磁路板重叠组装。

继电器 K1 - DS2Y-S-DC5V（松下），具有两组开关触点（最大开关功率 - 60 W）。继电器绕组的电阻约为150欧姆，标称电压和电流分别为5V和40mA。电源开关 SA1 - KCD1-101 或 KCD-2011、MRC-101-6A。旧显像管电视的动圈头 BA1 - E1-77-030，任何 0,5 W 及 8 欧姆音圈的合适宽带功率都可以。压电陶瓷头 - 型号未知，也来自显像管电视。将MF-S150聚合物自复位保险丝替换为MF-R160、LP30-160。内置控制器的锂离子电池——来自手机（容量越大越好）。允许多个电池并联。请勿串联此类电池。

尺寸为 103x98x125 毫米的设备主体由聚苯乙烯粘合而成。 BA1头所在处的前壁开有直径1毫米的孔，后壁上钻有225个直径3毫米的通风孔。 BA2 头安装在外壳的外侧。节点布局的视图如图 5 所示。 6、音箱的外观——如图。 XNUMX.

组合电源有源扬声器
米。 5.查看节点布局

组合电源有源扬声器
米。 6.音箱外观

继电器K8绕组电路中的灭弧电阻R1的选择应使其触点在设备接入网络时可靠地切换。通过选择电阻器 R15、R17，可以设置所需的音量级别间隔，并在该结构由市电供电时通过可变电阻器 R16 进行调节。如果 BA1 头无法再现更高的音频频率，则 BA2 头连接可以采用任何定相。

文学

Butov A. 小型有源扬声器 - USB 充电器。 - 广播，2014 年，第 6 期，第 14 页15、XNUMX。
Butov A. 完成计算机扬声器系统 SP-P110。 - 广播，2015 年，第 8 期，第 48 页。 49、XNUMX。

作者：A. Butov

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