Comment fonctionne un amplificateur audio auto – L'alimentation
Nous avons parlé des fonctionnalités et spécifications des amplificateurs audio auto à grande longueur, mais jusqu'à ce point, nous n'avons pas discuté de comment un amplificateur audio auto fonctionne. Dans cet article, nous fournirons un aperçu simple de comment l'alimentation dans votre amplificateur mobile peut prendre les 12 volts fournis par votre système électrique et les convertir en une tension bien plus élevée pour piloter vos haut-parleurs.
Créer de la puissance pour vos haut-parleurs
Pour fournir assez 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 des haut-parleurs standard de 4 ohms, il faut une tension crête-à-crête d'environ 60 volts pour délivrer environ 100 watts à votre haut-parleur. Dans la plupart des amplificateurs, cette tension est configurée comme +30 V et -30 V, par rapport à la tension de référence de masse de votre châssis de véhicule. Alors, comment diantre obtenons-nous plus et moins 30 volts à partir de 12 ? C'est le travail de l'alimentation.
Comment fonctionne un transformateur
Les alimentations ne pourraient pas être créées avec une quantité raisonnable d'efficacité sans transformateur. Un transformateur est un dispositif simple qui augmente ou diminue les tensions en courant alternatif (CA) en utilisant deux bobines de fil enroulées autour d'un noyau en fer magnétiquement conducteur. Si vous avez un transformateur 1:2 et injectez 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 16 kV qui entre dans votre quartier en alimentations 120 et 240 volts pour votre maison.
Comment obtient-on du courant alternatif dans une voiture ?
Comme vous le savez (ou devriez), l'alimentation fournie par la batterie et les alternateurs dans nos voitures et camions est du courant continu (CC). Laissé dans cet état et injecté dans un transformateur, nous verrions un petit pic de tension quand le signal était connecté pour la première fois, puis rien. Le courant continu traversant le primaire le chaufferait simplement et ne produirait rien du côté sortie du transformateur.
Puisqu'on a besoin d'un signal CA, les amplificateurs modernes utilisent un modulateur de largeur d'impulsion (MLI ou PWM en anglais) pour créer une série d'ondes carrées qui allument un banc de MOSFET (interrupteurs haute puissance commandés électriquement) qui pulsent la tension d'alimentation marche/arrêt très rapidement. De nombreux amplificateurs de haute qualité ont des alimentations qui commutent à plus de 300 kHz.
Dans les termes les plus simples, en commutant la connexion de la batterie à l'entrée du transformateur marche/arrêt très rapidement, nous créons un signal de courant alternatif. La tension du signal pulsé est augmentée à travers le transformateur et ensuite alimentée dans un ensemble de diodes et condensateurs pour la lisser à nouveau vers ce qu'on appelle la tension de rail. Les rails sont les sections d'alimentation positive et négative de l'ampli qui sont connectées aux dispositifs de sortie.
Dans l'application, le circuit est bien plus complexe, mais c'est l'opération de base du système.
Stockage d'énergie et délivrance de puissance
Alors que la tension de sortie d'un ampli audio auto augmente, la quantité de courant circulant vers le haut-parleur augmente aussi. Le contrôleur de modulation de largeur d'impulsion qui gère l'alimentation peut changer le temps relatif « marche » à « arrêt » pour augmenter le courant fourni par l'ampli. Plus de temps « marche » signifie que plus de courant est alimenté au transformateur, ce qui résulte en plus de tension produite sur la sortie. Régulée à la tension de rail requise, cette tension supplémentaire assure 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 un banc de condensateurs de stockage d'énergie. Ces gros condensateurs aident à lisser la sortie du transformateur et de l'étage redresseur à diodes, et stockent de grandes quantités d'énergie pour que l'ampli puisse suivre les demandes de courant du signal audio.
Apprenez comment fonctionne un amplificateur audio auto
Vous devriez maintenant avoir une compréhension de base de comment votre ampli audio auto convertit l'alimentation 12 V de votre alternateur en tensions bien plus hautes pour les rails. Dans le prochain article, nous parlerons de l'avant ou étage d'entrée d'un amplificateur audio auto et discuterons des crossovers, contrôles de gain et des fonctionnalités et fonctions qui rendent plus facile pour votre installateur de configurer votre amplificateur audio auto pour une performance optimale dans votre voiture ou camion.