Come Funziona un Amplificatore Audio per Auto – L'Alimentazione

Abbiamo parlato a lungo di funzioni e specifiche degli amplificatori audio per auto, ma finora non abbiamo spiegato come funzionano. In questo articolo offriamo una panoramica semplice di come l'alimentazione del tuo amplificatore mobile prende i 12 volt del sistema elettrico e li converte in una tensione molto più alta per pilotare i tuoi altoparlanti.

Generare Potenza per i Tuoi Altoparlanti

Per fornire abbastanza potenza agli altoparlanti e produrre musica a livelli realistici, serve molta tensione. Per altoparlanti standard da 4 ohm, occorre una tensione picco-picco di quasi 60 volt per erogare circa 100 watt. Nella maggior parte degli amplificatori questa tensione è configurata come +30 V e -30 V, rispetto al riferimento di massa del telaio del veicolo. Come otteniamo più e meno 30 volt da 12? È il compito dell'alimentazione.

Come Funziona un Trasformatore

Le alimentazioni non potrebbero essere create con ragionevole efficienza senza un trasformatore. Un trasformatore è un dispositivo semplice che alza o abbassa le tensioni in corrente alternata (AC) usando due avvolgimenti di filo attorno a un nucleo di ferro magneticamente conduttivo. Se hai un trasformatore 1:2 e alimenti 12 V AC sul primario, ottieni 24 volt sull'uscita. I grandi box verdi ai bordi delle strade o i cilindri sui pali della luce sono trasformatori step-down che convertono i 16 kV che entrano nel quartiere in 120 e 240 volt per le case.

Come Otteniamo Tensione AC in Auto?

Come sai (o dovresti sapere), l'alimentazione fornita da batteria e alternatori nelle nostre auto è corrente continua (DC). Se la lasci in quello stato e la mandi in un trasformatore, vedresti solo un piccolo picco di tensione all'accensione, poi nulla. La corrente costante che scorre nell'avvolgimento primario lo riscalderebbe soltanto senza produrre nulla sull'uscita.

Poiché serve un segnale AC, gli amplificatori moderni usano un modulatore di larghezza d'impulso (PWM) per creare una serie di onde quadre che accendono un banco di MOSFET (interruttori ad alta corrente controllati elettricamente) che fanno pulsare la tensione di alimentazione on/off molto velocemente. Molti amplificatori di qualità hanno alimentazioni che commutano a oltre 300 kHz.

In termini semplici, commutando molto velocemente la connessione dalla batteria all'ingresso del trasformatore, creiamo un segnale in corrente alternata. La tensione del segnale pulsato viene alzata dal trasformatore e poi inviata a un set di diodi e condensatori per lisciarla di nuovo in quella che chiamiamo tensione di rail. I rail sono le sezioni positive e negative dell'alimentazione collegate ai dispositivi d'uscita.

Nella pratica il circuito è molto più complesso, ma questa è l'operazione base del sistema.

Accumulo di Energia ed Erogazione di Potenza

Man mano che la tensione d'uscita di un amplificatore audio per auto aumenta, aumenta anche la corrente che fluisce verso l'altoparlante. Il controller PWM che gestisce l'alimentazione può cambiare il rapporto tra tempo "on" e "off" per aumentare la corrente fornita dall'amplificatore. Più tempo "on" significa più corrente alimentata al trasformatore, che produce più tensione in uscita. Regolata di nuovo alla tensione di rail richiesta, questa tensione extra assicura rail stabili.

Se guardi dentro un amplificatore, vedrai quasi sempre un trasformatore toroidale e un banco di condensatori di accumulo energetico. Questi grandi condensatori aiutano a lisciare l'uscita dello stadio trasformatore-raddrizzatore a diodi e accumulano grandi quantità di energia così che l'amplificatore possa stare al passo con le richieste di corrente del segnale audio.

Scopri Come Funziona un Amplificatore Audio per Auto

Ora dovresti avere una comprensione base di come il tuo amplificatore converte i 12 V dell'alternatore in tensioni molto più alte per i rail. Nel prossimo articolo parleremo dello stadio anteriore (input stage) di un amplificatore audio per auto e discuteremo crossover, controlli di guadagno e le funzioni che rendono più facile per il tuo installatore configurare l'amplificatore per prestazioni ottimali nella tua auto o camion.