Для чего нужен конденсатор в автозвуке и как его подключить
При быстрых и мощных басах на выходе АКБ появляется просадка напряжения в среднем 1 вольт. Но на выходе преобразователя напряжения усилителя дефицит питания составит уже около 10 вольт. Следствие этого — плохое звучание системы, моргание фар автомобиля.
Устранить это явление помогает конденсатор для сабвуфера, представляющий собой электролитический конденсатор большой емкости, подключаемый параллельно цепи питания усилителя. Внутреннее сопротивление такого конденсатора настолько мало, что импульсный ток “отдается” усилителю моментально, тем самым, сглаживая возможные провалы. С той же быстротой конденсатор снова заряжается, готовясь “выдать порцию” для нового баса из сабвуфера. Конденсатор, выступая в роли буферного накопителя, сглаживает просадки напряжения, отдавая свой заряд.
Нужно помнить, что конденсатор имеет свойство саморазряжаться и для новой зарядки он берет напряжение с аккумулятора, а при выключенном двигателе, особенно зимой, это чревато разрядкой аккумулятора. Также надо учитывать, что конденсатор заряжается мгновенно, при этом пропуская через свою цепь большой кратковременный ток, который может сжечь предохранитель или пробить диоды в генераторе автомобиля. Поэтому в схему аудиосхемы следует включить реле разрывающее цепь питания конденсатора. Реле замыкает силовую цепь только при поступлении напряжения на специализированный управляющий вывод. Управляющий провод от реле подключается к тумблеру на коммутационной панели.
Такая схема позволяет после запуска двигателя сначала включить зарядку конденсатора, а потом все остальные компоненты. Это оберегает диоды генератора от пробоя, который могут произойти при одновременном включении всех усилителей и конденсатора.
Но как сделать так чтобы конденсатор отдавал свой заряд только усилителю питающему сабвуфер? Ведь у автомобиля есть свои потребители, которые тоже питаются от АКБ. И в момент включения этих потребителей конденсатор будет поддерживать и их работу тоже. Для исключения питания дополнительных потребителей конденсатором необходимо установить диод, который будет служить своеобразным клапаном, пропуская ток в одном направлении для зарядки конденсатора. Диод будет ограничивать разряд конденсатора на дополнительных потребителей автомобиля, тем самым позволяя конденсатору максимально эффективно использовать свою емкость только для аудиоустройств (усилитель, сабвуфер).
Теперь остается подобрать диод по важным для нас параметрам. В нашем случае основные параметры диода следующие: максимальное постоянное обратное напряжение, В — это какое напряжение он выдержит в обратном направлении (когда заперт); максимальный прямой (выпрямленный за полупериод) ток, А — это ток который проходит через диод, т. е. диод как раз пропускает ток за один полупериод, другой нет; максимальный обратный ток, мкА — это тот ток, который утекает в обратном направлении; максимальное прямое напряжение, В – это падения напряжение на проводящем, прямосмещённом диоде. Зная максимальную мощность усилителя равную, например, 600Вт и питающее его напряжение в 12 вольт можно рассчитать максимальный ток, проходящий через диод. По закону Ома: P=U/I = 600/12 = 50А. Исходя из этого следует выбрать диод с максимальный прямой током равным 50А. Также желательно, чтобы значения максимального обратного тока и максимального прямого напряжения были как можно меньше. Так как первое означает величину пропускания тока в обратном направлении от конденсатора, а второе падение напряжения после прохождения через диод.
Отечественный силовой диод Д132-50-12 отвечает этим требованиям и имеет следующие основные характеристики: максимальное постоянное обратное напряжение — 720В; максимальный прямой (выпрямленный за полупериод) ток — 50А; максимальный обратный ток — 8000 мкА; максимальное прямое напряжение — 1,35В.
Особое внимание следует уделить выбору проводов как силовых, так и акустических. Чем больше сечение провода, тем больший ток он пропускает и соответственно, чем толще провод, тем лучше будет питание усилителя. Для выбора силового кабеля существует таблица, по которой можно выбрать сечение провода в зависимости от номинальной мощности усилителя (потребляемого усилителем тока) и длины провода:
Сокращение Ga происходит от AWG — American Wire Gauge — американский стандарт измерения сечения провода. Чем больше число AWG тем меньше сечение провода.
Таблица сечений проводов, широко используемых в автозвуке:
Чтобы защитить силовой провод и аккумулятор от короткого замыкания необходимо установить силовой предохранитель как можно ближе к источнику тока (аккумулятору).
Что же касается акустических проводов, то с ними немного сложнее, чем с силовыми. Так как просто рассчитать по закону Ома сечение провода исходя из пропускаемого тока и длины тут не достаточно. В общем случае потери в кабеле определяют его сопротивление, индуктивность, емкость, проводимость утечки изоляции (все на единицу длины). Поэтому наилучшим из всех вариантов будет короткий, толстый, многожильный (можно и изолированными отдельными проводниками) акустический кабель.
Специалисты утверждают, что чем толще акустический кабель и чем он короче, тем лучше звучание. Это касается не только низкочастотного диапазона, на котором происходит большая амплитуда колебаний, но и средних частот. В доказательство необходимости применять толстые акустические провода специалисты приводят расчеты коэффициента демпфирования. Подвижная часть динамика имеет массу и следовательно инерцию при колебаниях. Коэффициент демпфирования характеризует способность усилителя точно контролировать движения.
В наши дни все чаще встречаются накопители для сабвуфера, в устройстве которых применяются конденсаторы, фото выше (от латинского Condense — накапливать):
Зачем нужен конденсатор для сабвуфера
Чтобы понять, зачем машина оснащается емким конденсатором, стоит вспомнить закон Ома для полной цепи. Именно он поможет понять, что происходит, когда сабвуфер резко выходит на максимальную громкость.
- У каждого аккумулятора есть параметр электродвижущей силы, который зависит от емкости устройства, его внутреннего сопротивления и других характеристик.
- До момента, когда усилитель и вся звуковая установка в целом не превышают по потреблению возможности аккумулятора, проводка работает в нормальном режиме.
- В периоды, когда сабвуфер резко наращивает громкость и потребление мощности — аккумулятор физически не способен удовлетворить потребности. Его электродвижущей силы недостаточно для поддержки стабильного напряжения.
В результате интенсивного отбора мощности для звука происходит следующее: растут рабочие токи, аккумулятор не может обеспечить потребности и напряжение бортовой сети резко падает. Как следствие, наблюдается просадка саба (динамики захлебываются), становится нештатным функционирование усилителя.
Именно для стабилизации работы бортовой сети нужны электролитические конденсаторы, которые отдают мощность в момент пиковой нагрузки. Стоит понимать, что среднестатистическая колонка в машине, как и вся аудиосистема в целом, не всегда работают даже на номинальной мощности.
В периоды роста потребления конденсатор разряжается. Это позволяет получить действительно лучший звук без падений мощности и отказа набора фронта громкости звучания.
Любители громкой, качественной музыки с мощными басами часто сталкиваются с проблемой, когда возникают провалы звука в определённых ситуациях. Не надо в таких случаях грешить на поломку сабвуфера или колонок.
Давайте вернёмся к школьным урокам физики где-то в седьмой класс. Автомобильный сабвуфер, при воспроизведении мощнейшего баса, кратковременно может потребить ток, который не в силах предоставить даже самый сильный аккумулятор. Провода, соединяющие сабвуфер и усилитель, даже если они очень толстые, имеют сопротивление, которое в пик сигнала приводит к снижению напряжения.
В эти моменты и происходят так званые провалы звука. Именно в такие моменты и необходим конденсатор для сабвуфера. Он представляет собой электролитический мощное устройство большой ёмкости, которое параллельно подключается к усилителю и аккумулятору автомобиля.
При параллельном соединении узлов в пики возрастания тока устройство забирает на себя избыточное напряжение, что помогает сгладить так званые провалы сабвуфера. За счёт очень низкого внутреннего сопротивления самого конденсатора, он в доли секунды заряжается и принимает на себя последующие скачки напряжения.
Исходя из вышесказанного, конденсатор для сабвуфера защищает сам автомобильный сабвуфер от скачков тока, что может стать причиной его поломки, а также сглаживает провалы звука и уменьшает искажения.
Различия аккумулятора и конденсатора
Прежде чем изучать вопрос, как правильно подключить конденсатор для сабвуфера, нужно понимать для чего, поэтому давайте разберемся:
На что обращать внимание при покупке?
Главное, что следует учитывать автовладельцу, желающему купить электролитический конденсатор для сабвуфера — соотношение его емкости и мощности системы. Правило достаточно простое. Минимальный предел составляет от 650 до 850 мкФ на киловатт. Для упрощения расчетов рекомендуется принимать 1Ф на 1 кВт мощности звуковой системы.
Идеально, если в автомобиль производится установка конденсатора с емкостью, превышающей номинальные показатели. Другие черты хорошего элемента выглядят следующим образом:
- комплект поставки должен включать все, что нужно для того, чтобы установить электролитический конденсатор в машину. Это и провода, которым подключается усилитель, и специальные защищенные кронштейны, исключающие повреждение оболочки элемента и появление других нештатных ситуаций;
- импульсное напряжение конденсатора должно составлять 24 В. Это достаточный запас (соответствующий параметр работы бортовой сети составляет от 12 до 18 В), чтобы во время зарядки накопитель не перегревался;
- для резкой отдачи большой мощности, формирования больших токов, конденсатор обязан иметь мощные разъемы с толстыми подводами и большой площадью. Ответственные компании предлагают изделия с позолоченными контактами;
- огромным подспорьем, в том числе для удобства контроля состояния накопителя во время эксплуатации, выступают индикаторы заряда. Это может быть простейшая схема с рядом светодиодов или цифровое табло;
- если нужен накопитель, который можно просто подключать и рассчитывать на долговременную стабильную работу — рекомендуется покупать изделия, оснащенные системой контроля заряда и состояния. Такие модели обязательно комплектуются индикатором.
Последнее, но одно из главных, замечание: экономить на покупке электролитического конденсатора для сабвуфера не стоит. На специализированных форумах можно найти множество примеров, видео и фото разборки дешевых изделий. Они явно и точно показывают несоответствие реальных характеристик заявленным, а также описывают опасность использования подобного типа накопителей.
ПОДРОБНОСТИ: Как купить транспондер?. Что нужно знать, покупая транспондер. Статья расскажет о том, на что нужно обратить внимание при покупке транспондера
Перед покупкой электролитического конденсатора стоит обязательно поискать отзывы на специализированных ресурсах. Или — полистать рейтинги и ознакомиться с характеристиками подходящих изделий на сайте их производителей. Сегодня на массовом рынке предлагаются как электролитические конденсаторы, так и достаточно чувствительные к колебаниям температуры ионисторы.
Установка конденсатора в бортовую сеть, кроме сугубо утилитарных результатов в виде стабильной работы акустической системы, имеет еще несколько достоинств. В частности, сглаживаются броски тока при работе системы зажигания. Также, улучшается режим эксплуатации бортового генератора, так как он начинает меньше испытывать броски потребления. И самое главное: установленный конденсатор отлично помогает работе стартера зимой, отдавая мощность в общую сеть.
Ионисторы
Ионисторы – модные заменители накопителей, то, что зачастую возит в багажнике большинство меломанов, они отличаются от конденсаторов следующими параметрами:
- Большими потерями энергии
- Огромным сопротивлением
- Отдают заряд намного медленнее накопителей
- Стоят дешевле в несколько раз, чем накопители такой же емкости
- Оптимальным временем работы ионистора является: 1 секунда/83 кул.
Проверяем ионистор
Инструкция рекомендует проверить ионистор, чтобы понять, работает ли он, и как он работает:
- Цепляете ионистор к акустической системе с просадками питания
- Заводите мотор и наблюдаете, если напряжение на его клеммах усиливается, значит пока все у вас в порядке
- Увеличиваете громкость и замечаете, как напряжение садится от 13-ти до 10-ти вольт
- Подобную ситуацию любители автозвука называют просадкой , она может стать значительно большей, если вы применяете в системе питания тонкие и некачественные провода из дешевого обмедненного алюминия
- В таком случае к стандартной просадке добавляется просадка от кабеля
И чем быстрее и больше пользователь хочет взять через кабель энергию, тем кабель сильнее будет этому мешать (особенно если он у вас тонкий и очень длинный). Проблема от дешевого и низкокачественного кабеля отражается на ионисторе, который после разрядки, не сможет больше снова накопить энергию, поэтому решайте сами
Как установить конденсатор?
Сложнее всего устанавливать простой конденсатор, не оснащенный системой контроля заряда. Пустой накопитель, подключаемый в сеть, в некоторых случаях может сжечь подключенный усилитель. Происходит следующее:
- пустой конденсатор с очень малым внутренним сопротивлением замыкает цепь;
- проходящие токи резко возрастают до максимума, зависящего от технических характеристик накопителя;
- токи в цепи падают по мере роста заряда накопителя.
Первичный скачок тока настолько высок, что подвергать усилитель и другие компоненты акустики такому испытанию явно не рекомендуется. Поэтому конденсатор без системы контроля заряда перед включением в бортовую систему заряжают. Для этого собирают простую схему.
Минусовая клемма конденсатора присоединяется к массе, корпусу автомобиля. К плюсовой припаивают стандартную лампу накаливания для машины, второй ее контакт соединяют с плюсовой клеммой аккумулятора. Минусовой отвод автомобильной батареи также коммутируют на массу, корпус.
При включении схемы происходит следующее: нить лампы рывком разогревается до максимума. По мере накопления заряда, светимость падает. Когда лампа гаснет полностью — это означает, что напряжение на конденсаторе сравнялось с аккумулятором, нет разницы потенциалов. Заряд накопителя полный, его аккуратно отсоединяют, не допуская замыкания контактов. Работать нужно в резиновых перчатках.
С накопителями, которые оснащены системой контроля заряда — можно не колдовать. Они включаются в общую цепь без предосторожностей. Встроенная электроника блокирует первичный скачок тока. Такое удобство накопителя компенсируется некоторым недостатком.
Установка конденсатора
ПОДРОБНОСТИ: Удаление вмятин без покраски в Москве. Ремонт вмятины на авто, устранение царапин на автомобиле без покраски
Доказать что кондер необходим в обычных акустических автомобильных системах можно:
Топ 5 устройств 2018 года
На основании отзывов потребителей выбраны 5 лучших конденсаторов для сабвуфера, показывающих хорошие результаты и длительный срок службы. Среди них изделия известных брендов, пригодные для использования как начинающими, так и опытными инженерами автомобильных звуковых систем.
Kicx flc 1.5
Главное достоинство данного конденсатора — полное удобство монтажа. Предусмотрены удобные комплектные кронштейны и надежная контактная группа. Изделие показывает отличный срок службы благодаря электронной защите и специальной сетке.
MD.Lab PC-E1.0
Данный накопитель может обеспечить только 18 В импульсного напряжения. Если этого достаточно — устройство понравится опытным конструкторам аудиосистем. Конденсатор может работать при температурах от -40 до 60 градусов Цельсия, имеет малые токи утечки.
ACV CAP-5.0F
Самый полный на сегодня контроль напряжения и параметров работы, а также возможность прямого управления со стороны усилителя — две яркие черты, которые выделяют данную модель конденсатора. Она понравится пользователям, желающим создать действительно мощную систему. Емкости в 5Ф хватит для акустики в 5 кВт.
Kicx DPC 2,0F
Данный конденсатор очень неприхотлив. При некоторых недостатках, он допускает перегрев до 95 градусов Цельсия и сохранит заряд на стоянке без использования специальных схем подключения. Устройство понравится начинающим, способно выдавать импульс в 24В.
Производитель Focal
Вот, например, известный производитель высококачественной аудиотехники и усилителей из Франции, Фокал, использует в своих моделях такое решение:
- Для кондеров в них предусматривается место, сразу после блока питания в усилителе
- Именно в них, по утверждению экспертов, эффективность применениям дополнительных накопителей выше во много раз
Особенности кондера Фокал следующие:
- Он значительно повышает характеристики звучания
- Модуль состоит из нескольких кондеров, работающих параллельно
- Осуществляется подключение через комплектный кабель и специальный разъем
- При сложных режимах работы стабильность усилителя повышается за счет встроенной технологии High-Cap
- Схемы подключения конденсатора для сабвуфера прилагаются
- Как становится понятно, накопитель в системе необходим, он эффективнее ионистора, но и гораздо дороже, выбирать лучше той же фирмы, что и усилитель, чтобы не было проблем
- Подключать нужно качественными медными проводами, с хорошим сечением, чтобы не появилась просадка из-за проводов
- Не забывайте про хороший контакт, зачищайте клеммы и про мощный аккумулятор
- Применяйте исправный генератор
- Тогда звучание будет просто супер
Остается пожелать вам успешного подключения и порекомендовать видео, для успешного выполнения работы.
Читайте также: