Comment fonctionne un amplificateur audio de voiture – L'alimentation électrique

Nous avons longuement parlé des caractéristiques et des spécifications de l'amplificateur audio de voiture, mais jusqu'à présent, nous n'avons pas discuté du fonctionnement d'un amplificateur audio de voiture. Dans cet article, nous donnerons un aperçu simple de la façon dont l'alimentation de votre amplificateur mobile peut prendre les 12 volts fournis par votre système électrique et les convertir en une tension beaucoup plus élevée pour piloter vos haut-parleurs.

Faire de la puissance pour vos haut-parleurs

Pour fournir suffisamment de puissance à vos haut-parleurs pour produire de la musique à des niveaux d'écoute réalistes, nous avons besoin de beaucoup de tension. Pour les haut-parleurs standard de 4 ohms, il faut une tension crête à crête de près de 60 volts pour fournir environ 100 watts à votre haut-parleur. Dans la plupart des amplificateurs, cette tension est configurée en +30V et -30V, par rapport à la tension de référence de masse du châssis de votre véhicule. Alors, comment diable pouvons-nous obtenir plus et moins 30 volts à partir de 12 volts ? C'est le travail de l'alimentation.

Comment fonctionne un transformateur

Les alimentations électriques ne pourraient pas être créées avec une efficacité raisonnable sans transformateur. Un transformateur est un dispositif simple qui augmente ou diminue les tensions de courant alternatif (CA) à l'aide de deux bobines de fil enroulées autour d'un noyau de fer magnétiquement conducteur. Si vous avez un transformateur 1:2 et alimentez 12 V de signal CA dans le primaire, vous obtenez 24 volts sur la sortie. Les grandes boîtes vertes sur votre trottoir ou les cylindres sur les poteaux électriques près de votre maison sont des transformateurs abaisseurs qui convertissent l'alimentation de 16 kV qui entre dans votre quartier en alimentations de 120 et 240 volts vers votre maison.

Comment obtient-on la tension AC dans une voiture ?

Comme vous le savez peut-être (ou devriez), l'énergie fournie par la batterie et les alternateurs de nos voitures et camions est du courant continu (CC). Laissé dans cet état et alimenté dans un transformateur, nous verrions une petite pointe de tension lorsque le signal était connecté pour la première fois, puis plus rien. Le courant constant circulant dans l'enroulement primaire le chaufferait simplement et ne produirait rien du côté de la sortie du transformateur.

Comme nous avons besoin d'un signal alternatif, les amplificateurs modernes utilisent un modulateur de largeur d'impulsion pour créer une série d'ondes carrées qui activent une banque de MOSFET (commutateurs à courant élevé à commande électrique) qui activent et désactivent très rapidement la tension d'alimentation. De nombreux amplificateurs de haute qualité ont des alimentations qui commutent à plus de 300 kHz.

En termes simples, en activant et désactivant très rapidement la connexion de la batterie à l'entrée du transformateur, nous créons un signal de courant alternatif. La tension du signal pulsé est augmentée à travers le transformateur, puis introduite dans un ensemble de diodes et de condensateurs pour le lisser jusqu'à ce que nous appelons la tension du rail. Les rails sont les sections d'alimentation positive et négative de l'ampli qui sont connectées aux périphériques de sortie.

En application, le circuit est beaucoup plus complexe, mais c'est le fonctionnement de base du système.

Stockage d'énergie et livraison d'énergie

À mesure que la tension de sortie d'un ampli audio de voiture augmente, la quantité de courant circulant vers le haut-parleur augmente également. Le contrôleur de modulation de largeur d'impulsion qui gère l'alimentation peut changer le temps relatif "on" à "off" afin d'augmenter le courant fourni par l'ampli. Plus de temps "on" signifie que plus de courant est envoyé au transformateur, ce qui se traduit par plus de tension produite sur la sortie. Régulée jusqu'à la tension de rail requise, cette tension supplémentaire garantit que nous maintenons des tensions de rail stables.

Si vous regardez à l'intérieur d'un ampli, vous verrez presque toujours un transformateur toroïdal et une batterie de condensateurs de stockage d'énergie. Ces gros condensateurs aident à lisser la sortie de l'étage du transformateur et du redresseur à diode, et stockent de grandes quantités d'énergie afin que l'ampli puisse suivre les demandes de courant du signal audio.

Apprenez comment fonctionne un amplificateur audio de voiture

Vous devriez maintenant avoir une compréhension de base de la façon dont votre ampli audio de voiture convertit l'alimentation 12V de votre alternateur en tensions beaucoup plus élevées pour les rails. Dans le prochain article, nous parlerons de l'avant ou de l'étage d'entrée d'un amplificateur audio de voiture et discuterons des croisements, des commandes de gain et des caractéristiques et fonctions qui permettent à votre installateur de configurer plus facilement votre amplificateur audio de voiture pour des performances optimales dans votre voiture ou camion.