logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Jak uzyskać 2 kW mocy ze wzmacniacza samochodowego przy 12 V?

viayner 13 Gru 2023 09:09 345 18
  • #1 20859121
    viayner
    Poziom 43  
    Witam.
    Mam dość słabą wiedzę na temat caraudio, dlatego zaproponowałem ten temat.
    Proszę o wyjaśnienie dla "laika" lub osoby wychowanej na tradycyjnej szkole fizyki/elektroniki.
    Problem, który chciałbym analizować/zrozumieć, to wzmacniacze samochodowe i ich moce/brzmienie.
    Sam problem mocy - wiem, że opis producenta ma niewiele wspólnego z realiami, ale załóżmy, że wszystko się zgadza i mamy wzmacniacz o mocy 2000 W, który rzeczywiście jest w stanie oddać to w sinusie.

    1) Typowy wzmacniacz zasilany z 12 V instalacji samochodowej daje około 5 W/4 Ohm mocy wyjściowej, w mostku około 20 W, a na 2 Ohm blisko 40 W.
    2) Aby uzyskać wyższe moce, niezbędne jest wyższe napięcie zasilania. Do uzyskania mocy rzędu 500 W wymagane jest około 65 V. Czyli taki wzmacniacz w mostku da upragnione 2 kW, ale skąd wziąć 65 V?
    3) Przetwornice? Tak, ale 12 V->65 V przy mocy >2 kW, a raczej co najmniej 2,5 kW (wzmacniacze i przetwornice nie mają 100% sprawności, bardzo optymistycznie można przyjąć około 90% na człon - przetwornica impulsowa i klasa "cyfrowa"). Czyli zasilamy to z 12 V, a więc oczekujemy >200 A płynącego prądu. Dla większości mniejszych akumulatorów to blisko prądu zwarciowego. Bezpieczniki w instalacji na 200 A? A średnica przewodów?
    4) Sam rozmiar takiej przetwornicy będzie już znaczący (a nie ma jeszcze wzmacniacza). Widziałem wnętrza kilku wzmacniaczy i "drucik", którym wykonane były cewki, nie wytrzymałby takich prądów, podobnie jak bateria kondensatorów.

    Jak to jest w rzeczywistości rozwiązane?

    Drugi problem do analizy to wartość mocy takich wzmacniaczy. Często pojawiają się posty i pytania o absurdalne moce rzędu co najmniej kilkuset watów. Podtrzymuję założenia z pierwszej części - wzmacniacz ma taką moc rzeczywistą.
    1) Tak wielkie moce w tak małej puszcze od "sardynek" - po co? Jaki jest tego cel?
    2) Takie moce wytwarzają ogromne ciśnienia akustyczne, nie pozostające bez wpływu na "to, co znajduje się w środku". Nie wiem, ilu z kolegów zdaje sobie sprawę z tego, co oznacza 500 W przy powiedzmy 30-40 Hz?
    3) Jedyne sensowne wyjaśnienie, jakie znalazłem, to chęć uzyskania dużej głośności, być może w celu zagłuszenia zakłóceń z otoczenia? Przy takim podejściu nie ma mowy o jakości.
    4) Jeżeli chodzi o samą jakość, instalacja wielu głośników i wielu wzmacniaczy dużej mocy w celu uzyskania jakości jest dla mnie nieporozumieniem i sprzecznością.

    Nikogo nie chciałem urazić, próbuję tylko zrozumieć podejście do caraudio.
    Pozdrawiam
  • #2 20859129
    JacekCz
    Poziom 42  
    Żeby dać 2 kW na wyjściu, sprawność, straty w przetwornicy, trzeba (chyba od św Mikołaja) pozyskać 3-4 kW zasilania. A to kilka razy więcej od rozrusznika.

    viayner napisał:
    Nikogo nie chciałem urazić, próbuję tylko zrozumieć podejście do caraudio.

    Słusznie się czepiasz, zarówno chińskich watów, jak i uszu młodego ogłuszonego pokolenia, które miało w bezstresowej szkole do fizyki i matmy bardzo brzydką panią.
  • #3 20859248
    viayner
    Poziom 43  
    Witam.
    Bardziej chodziło mi o to, jak przetworniczki na cienkich drucikach o średnicy rzędu 1-2 mm produkują takie moce.
    Dalej, po co takie moce w samochodach? Chyba, że zakładamy, że dany wzmacniacz deklarujący 500 W tak naprawdę odda 50 W i wybieramy z zapasem.
    Ale nawet przy mocach rzeczywistych rzędu 4x100 W, co chyba nie jest przesadą we współczesnych samochodach, przetwornica musi zapewnić stabilne co najmniej 40 V/20 A.
    Staram się zrozumieć problem sam w sobie.
    Pozdrawiam
  • #5 20860317
    Karaczan
    Poziom 41  
    No wiadomo że wszystkie wzmacniacze mocniejsze (realnie) samochodwe używają przetwornic wewnętrznie.
    Ale nadal jest problem że są zasilanie z 12 V (~14 V) które jest standardowe dla samochodu.
    Wymaga to cholernie grubych kabli.
    To ok. 200 A, które trzeba do wzmacniacza dostarczyć.
    Do tego alternatory rzadko kiedy przekraczają ten prąd, a muszą jeszcze utrzymać zasilanie samego pracującego samochodu.
    Akumulatory też nie wytrzymają długo.

    2 kW RMS jest właściwie niewykonalne w jeżdżącym aucie, w rozsądnych kosztach.
    Tylko dobrze zrobione Democary, np 2 alternatory i ich nowa instalacja elektryczna. 2 akumulatory, ogromne kondensatory by zlikwidować bardzo szybkie spadki napięcia...

    A tak to zasilane zewnętrznie, i to prostownikami wysokiej klasy, które będą pracować w trybie rozruchowym. ;)
  • #6 20860338
    Xantix
    Poziom 41  
    viayner napisał:
    ) Takie moce wytwarzają ogromne ciśnienia akustyczne, nie pozostające bez wpływu na "to, co znajduje się w środku". Nie wiem, ilu z kolegów zdaje sobie sprawę z tego, co oznacza 500W przy powiedzmy 30-40Hz?

    Ale to 500 W to nie jest moc akustyczna dźwięku tylko moc elektryczna wzmacniacza. Trzeba to przepuścić przez sprawność głośnika, a ta powalająca nie jest i zostają nam raptem pojedyncze waty mocy akustycznej. Nawiasem mówiąc np. takie organy kościelne mogą wytwarzać naprawdę duże natężenie dźwięku, ale ich moc akustyczna to zwykle coś w okolicy 10 W.
    Drugą sprawą jest to, że przebieg sygnału muzycznego to nie sinus tylko suma bardzo wielu harmonicznych. Taki wypadkowy przebieg określa się tzw. współczynnikiem kształtu wyrażanym w dB. W uproszczeniu ten współczynnik to stosunek wartości szczytowej do wartości skutecznej. I tak typowy przebieg sygnału dla muzyki rockowej czy innej popularnej to około -10 dB czyli oznacza to, że wzmacniacz o mocy ciągłej 2000 W dla sinusa dla takiego przebiegu generuje moc ciągła maksymalnie 400 W mimo iż moc szczytowa może osiągać te 2000 W. W przypadku np. muzyki klasycznej jest jeszcze ciekawiej bo tam współczynnik kształtu może spaść do -20 dB co oznacza moc ciągłą na poziomie zaledwie 40 W, czyli wzmacniacz pracuje na ułamku swoich możliwości, mimo iż w szczytach sygnału moc elektryczne osiąga nominalną moc wzmacniacza.
    Z powyższego wynika że wzmacniacze można bardzo mocno "odchudzić" gdyż rzadko kiedy wykorzystują choć większą część swojej mocy znamionowej dlatego jak sam zauważyłeś:
    viayner napisał:
    Chyba że zakładamy, że dany wzmacniacz deklarujący 500 W tak naprawdę odda 50 W i wybieramy z zapasem.

    Bo zwykle tak jest, a owy zapas jest potrzebny aby zapewnić dobre parametry w szczytach sygnału.
  • #7 20860349
    bratHanki
    Poziom 38  
    Kiedyś widziałem film ze zjazdu pasjonatów car audio. Byli tacy co przyjechali na kołach ale byli i tacy co przywieźli swoje piece na lawetach, podłogi wylane betonem na kilka centymetrów, ogromne baterie akumulatorów z przetwornicami i wzmacniacze wielkiej mocy
  • #8 20860430
    BANANvanDYK
    Poziom 42  
    Wykonanie samochodowego wzmacniacza audio o mocy kilku kilowatów to jest już wyzwanie.
    Po pierwsze, ze względu na przetwornicę która musi przetwarzać dużą moc i ogromne prądy. W praktyce stosuje się układy równoległe kilku przetwornic.
    Po drugie, ze względu na końcówkę mocy zasilaną bardzo wysokim napięciem i o dużej mocy wyjściowej.
    Obecnie stosuje się w takich wzmacniaczach wyłącznie końcówki mocy w klasie D, z konieczności uzyskania wysokiej sprawności. Mimo tego, tak duże mocy wymagają stosowania układów równoległych wzmacniaczy oraz stopnia wyjściowego w topologii mostkowej.
    Uzyskanie kilku kilowatów ze wzmacniacza wymaga użycia obciążenia o impedancji 2Ω lub 1Ω. Im niższa impedancja, tym sprawność mniejsza. Rzeczywiste moce wzmacniaczy samochodowych okazują się często znacznie niższe od deklarowanych przez producenta.

    Jeśli chodzi o bardziej przyziemne wzmacniacze samochodowe, to często tania tandeta z allegro nie posiada nawet przetwornicy, producent deklaruje moce zawyżone o jedno zero, a bezpiecznik na zasilaniu to 20 A, ew. 40 A. Jest to taki sam wzmacniacz jaki występuje w radioodbiorniku samochodowym. Markowe wzmacniacze oczywiście są wyposażone w przetwornice, ale te też często mają zawyżone parametry, moc na kanał zwykle to 50–100 W przy 4 Ω i max 1% THD.

    Radia samochodowe osiągają moc 20–25 W przy 4 Ω i 1% THD. Deklarowane 40, 50, a nawet 60 W to tylko chwyt maketingowy, bo możliwe jedynie tylko przy sygnale prostokątnym lub obciążeniu 2 Ω (głośniki w samochodach mają impedancję 4 Ω).
  • #9 20860573
    viayner
    Poziom 43  
    Witam,
    dziękuję za dołączenie się do dyskusji.
    Może jeszcze jeden problem do analizy - po co duże moce w samochodzie? Mam na myśli, że większość prostych odbiorników/odtwarzaczy dysponuje mocami rzędu 20 W na kanał i to naprawdę wystarcza, nawet w takich przypadkach nie słuchałem głośniej niż na 20-30%. Osobiście nie widzę sensu mocnych instalacji w samochodzie, dziesiątek głośników itd., które i tak niewiele są w stanie wydusić z metalowej puszki o ograniczonej objętości. Pomijam fakt, że "głośna" instalacja audio w samochodzie uniemożliwia usłyszenie odgłosów otoczenia, co znacząco wpływa na bezpieczeństwo.
    Pozdrawiam
  • #10 20860695
    bratHanki
    Poziom 38  
    Takie mocne instalacje audio mają taki sam sens jak 2x szersze felgi z rozdmuchanymi oponami wystającymi po 15 cm poza błotniki czyli żaden.
  • #11 20860698
    JacekCz
    Poziom 42  
    bratHanki napisał:
    Takie mocne instalacje audio mają taki sam sens jak 2x szersze felgi z rozdmuchanymi oponami wystającymi po 15 cm poza błotniki czyli żaden.


    Nie zgodzę się.
    Mają głęboki sens, jak właściciel ma kompleks za małego ... wzmacniacza
  • #12 20860704
    bratHanki
    Poziom 38  
    Miałem to samo na myśli pisząc ten post ale po co samemu rozgłaszać że moja osobista "końcówka mocy" nie spełnia pewnych minimalnych norm?
  • #13 20860743
    viayner
    Poziom 43  
    Witam,
    zachęcam użytkowników car audio, aby podzielili się z nami swoimi wrażeniami i racjami. Niczego nie chcę tu zaprzeczać, temat jest po to, aby zrozumieć dane podejście, a nie je ganić.
    Osobiście mam problem ze zrozumieniem takiego podejścia i jestem otwarty na argumenty do analizy.
    Pozdrawiam
  • #14 20860885
    Andrzej42
    Poziom 31  
    Drugi argument, to taki, że gość ma kasy jak lodu i chce pokazać, że ją ma? Przy okazji pokazuje, że rozumu jakby akurat też mniej.
  • #16 20860898
    olaf x
    Poziom 34  
    To ja coś dopiszę ze swojego podwórka, byłem kiedyś piękny i młody teraz tylko "i" zostało :P Ale wtedy -jest w jakimś poście tylko nie chce mi się szukać- założyłem do bagola car power monacora, nie pamiętam symbolu, ale potrafiłem spalić bezpiecznik 60A, kable grubości palucha, kondensator przy nim i dwie skrzynie na pioneerach 305. Podłączone równolegle dawały na 2Ω dobrze kopa, potrzebowałem kawałek bagażnika do czegoś, wyjmowałem jedną skrzynie i na 4Ω grało, oczywiście z mniejszą mocą. Taka moc była potrzebna na zloty klubowe, wieczorem i w nocy przy grillu i browarze, silnik chodził pół nocy, otwarty kufer i się siedziało. Kiedyś zapomniałem odpalić silnik i po kwadransie już auto nie chciało odpalić. W czasie jazdy czasem sobie podkręciłem na połowę mocy, nie tylko się słyszało, co czuło na sobie te uderzenia basu. Oczywiście jak sam jechałem, inaczej nie dałoby się porozumiewać. Ale z reguły było na niskich poziomach głośności, jako uzupełnienie najniższych basów. Mijał czas, zloty były coraz rzadsze, kiedyś jechałem gdzieś tam i nagle słyszę, że nie słyszę tego basu. Zatrzymałem się, może bezpiecznik choć cichutko grało, otwieram bagol i czuję że śmierdzi. Główny bezpiecznik przy aku z przodu cały 60A, a obie 40A na wzmaku spalone, zmieniam, ale nie działa. Wymontowałem, rozkręcam, a oba trafa w przetwornicy zmieniły kolor emalii na drutach z czerwonego na brązowo czarne. Na przetwornicach się nie znam, miałem zamiar wysłać do Wrocławia do serwisu, ale.... Minęło trochę czasu i stwierdziłem że w zasadzie nie potrzebuję tego.
    Kiedyś się dziwiłem jak ojciec do mnie wpadał i od razu mówił "przykręć ten bas" w domu, a ja takie oczy, jaki bas? Nie był podkręcony. Ale z wiekiem już wiem, że jak się zmniejsza zdolność ucha do odbioru najwyższych częstotliwości to dla równowagi wydaje się że ten "bas" jest coraz głośniejszy. I teraz jeżdzę całkiem bez suba i nie potrzebuję go.
    Punkt widzenia zależy od miejsca siedzenia :P
  • #17 20860948
    viayner
    Poziom 43  
    Witam,
    proszę może nie krytykujcie aż tak bardzo, chciałbym poznać opinie z obu stron barykady.
    Czy to ma sens? Można powiedzieć, że chyba trochę ma skoro jest zarówno zapotrzebowanie, jak i zainteresowanie.
    Interesuje mnie dlaczego? Co powoduje, że "wychodzimy" daleko poza sensowną granicę.
    Pozdrawiam
  • #18 20860989
    bratHanki
    Poziom 38  
    Czy do amatorów głośnych efektów można też zaliczyć kretyna, który wieczorem zaczynał jazdy po miejscowości i strzelał z wydechu? Już nie jeździ 😉.
  • #19 20861262
    Xantix
    Poziom 41  
    viayner napisał:
    Można powiedzieć, że chyba trochę ma skoro jest zarówno zapotrzebowanie, jak i zainteresowanie.
    Interesuje mnie dlaczego? Co powoduje, że "wychodzimy" daleko poza sensowną granicę.
    Pozdrawiam

    A co sprawia, że ludzie kupują markowe złote zegarki skoro mierzą one czas tak samo jak zwykłe elektroniczne CASIO za 20 zeta z bazaru i wcale nie są bardziej niezawodne? Słowo klucz to prestiż - takie rzeczy kupuje się nie dlatego że są lepsze tylko dlatego że są oznaką prestiżu w danym środowisku. A jak juz napisał jeden z kolegów kilka postów wcześniej - większość z nas chce się jakoś wyróżnić od innych.

Podsumowanie tematu

W dyskusji poruszono problem uzyskania 2 kW mocy ze wzmacniacza samochodowego przy zasilaniu 12 V. Uczestnicy zwrócili uwagę na ograniczenia związane z mocą wyjściową typowych wzmacniaczy, które przy 12 V osiągają jedynie 5 W na 4 Ohm, a w mostku około 20 W. Aby uzyskać 2 kW, konieczne jest zastosowanie wyższego napięcia, co wiąże się z użyciem przetwornic, które muszą dostarczyć znacznie więcej mocy (3-4 kW) z uwagi na straty. Wzmacniacze o dużej mocy, takie jak te od Hifonicsa, wykorzystują wewnętrzne przetwornice, ale ich zasilanie wymaga grubych kabli i alternatorów zdolnych do generowania dużych prądów. Uczestnicy dyskusji podkreślili, że rzeczywiste moce wzmacniaczy często są znacznie niższe od deklarowanych przez producentów, a duże moce w samochodach są często niepraktyczne i niepotrzebne w codziennym użytkowaniu.
Podsumowanie wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA