Cómo funciona un amplificador de audio para automóvil:la fuente de alimentación

Hemos hablado extensamente sobre las características y especificaciones de los amplificadores de audio para automóviles, pero hasta este punto, no hemos discutido cómo funciona un amplificador de audio para automóviles. En este artículo, proporcionaremos una descripción general simple de cómo la fuente de alimentación de su amplificador móvil puede tomar los 12 voltios suministrados por su sistema eléctrico y convertirlos en un voltaje mucho más alto para impulsar sus altavoces.

Generando energía para sus parlantes

Para suministrar suficiente energía a sus parlantes para producir música a niveles de escucha realistas, necesitamos mucho voltaje. Para los altavoces estándar de 4 ohmios, se necesita un voltaje de pico a pico de casi 60 voltios para entregar alrededor de 100 vatios a su altavoz. En la mayoría de los amplificadores, este voltaje está configurado como +30 V y -30 V, en relación con el voltaje de referencia a tierra del chasis de su vehículo. Entonces, ¿cómo diablos obtenemos más y menos 30 voltios de 12? Ese es el trabajo de la fuente de alimentación.

Cómo funciona un transformador

Las fuentes de alimentación no podrían crearse con una cantidad razonable de eficiencia sin un transformador. Un transformador es un dispositivo simple que aumenta o disminuye los voltajes de corriente alterna (CA) utilizando dos bobinas de alambre envueltas alrededor de un núcleo de hierro conductor magnético. Si tiene un transformador 1:2 y alimenta 12 V de señal de CA en el primario, obtiene 24 voltios en la salida. Las grandes cajas verdes en su acera o los cilindros en los postes de energía cerca de su casa son transformadores reductores que convierten la alimentación de 16 kV que ingresa a su vecindario en alimentaciones de 120 y 240 voltios a su hogar.

¿Cómo obtenemos voltaje de CA en un automóvil?

Como puede (o debería) saber, la energía suministrada por la batería y los alternadores de nuestros automóviles y camiones es de corriente continua (CC). Dejado en ese estado y alimentado a un transformador, veríamos un pequeño pico de voltaje cuando la señal se conectó por primera vez, luego nada. La corriente constante que fluye a través del devanado primario simplemente lo calentaría y no produciría nada en el lado de salida del transformador.

Dado que necesitamos una señal de CA, los amplificadores modernos usan un modulador de ancho de pulso para crear una serie de ondas cuadradas que encienden un banco de MOSFET (interruptores de alta corriente controlados eléctricamente) que encienden y apagan el voltaje de suministro muy rápidamente. Muchos amplificadores de alta calidad tienen fuentes de alimentación que cambian a más de 300 kHz.

En los términos más simples, al encender y apagar la conexión de la batería a la entrada del transformador muy rápidamente, creamos una señal de corriente alterna. El voltaje de la señal pulsada se incrementa a través del transformador y luego se alimenta a un conjunto de diodos y capacitores para suavizarlo hasta lo que llamamos el voltaje del riel. Los rieles son las secciones de fuente de alimentación positiva y negativa del amplificador que están conectadas a los dispositivos de salida.

En la aplicación, el circuito es mucho más complejo, pero esta es la operación básica del sistema.

Almacenamiento de energía y suministro de energía

A medida que aumenta el voltaje de salida de un amplificador de audio para automóvil, también aumenta la cantidad de corriente que fluye hacia el altavoz. El controlador de modulación de ancho de pulso que gestiona la fuente de alimentación puede cambiar el tiempo relativo de "encendido" a "apagado" para aumentar la corriente suministrada por el amplificador. Más tiempo de "encendido" significa que se alimenta más corriente al transformador, lo que da como resultado que se produzca más voltaje en la salida. Regulado de nuevo al voltaje de riel requerido, este voltaje adicional garantiza que mantengamos voltajes de riel estables.

Si observa el interior de un amplificador, casi siempre verá un transformador toroidal y un banco de capacitores de almacenamiento de energía. Estos condensadores grandes ayudan a suavizar la salida del transformador y la etapa del rectificador de diodos, y almacenan grandes cantidades de energía para que el amplificador pueda satisfacer las demandas actuales de la señal de audio.

Aprenda cómo funciona un amplificador de audio para automóvil

Ahora debería tener una comprensión básica de cómo el amplificador de audio de su automóvil convierte la alimentación de 12 V de su alternador en voltajes mucho más altos para los rieles. En el siguiente artículo, hablaremos sobre el extremo frontal o la etapa de entrada de un amplificador de audio para automóvil y analizaremos los cruces, los controles de ganancia y las características y funciones que le facilitan al instalador configurar su amplificador de audio para automóvil para un rendimiento óptimo en su coche o camión.