カー オーディオ アンプの仕組み – 電源

カー オーディオ アンプの機能と仕様については長々と説明してきましたが、ここまではカー オーディオ アンプのしくみについて説明していませんでした。この記事では、モバイル アンプの電源が、電気システムから供給される 12 ボルトを受け取り、スピーカーを駆動するためのより高い電圧に変換する方法について簡単に説明します。

スピーカーに力を与える

現実的なリスニング レベルで音楽を再生するのに十分な電力をスピーカーに供給するには、多くの電圧が必要です。標準の 4 オーム スピーカーの場合、約 100 ワットをスピーカーに供給するには、ほぼ 60 ボルトのピーク ツー ピーク電圧が必要です。ほとんどのアンプでは、この電圧は車両シャーシの接地基準電圧に対して +30V と -30V として設定されています。では、12 ボルトからプラスマイナス 30 ボルトを得るにはどうすればよいのでしょうか。それが電源の仕事です。

変圧器の仕組み

変圧器なしでは、適切な量の効率で電源を作成することはできません。変圧器は、磁気伝導性の鉄心に巻き付けられた 2 つのワイヤ コイルを使用して、交流 (AC) 電圧を増減する単純なデバイスです。 1:2 トランスを使用し、12V の AC 信号を一次側に供給すると、出力に 24 ボルトが得られます。縁石にある大きな緑色の箱や、家の近くの電柱にあるシリンダーは、近所に入る 16kV 給電を自宅への 120 ボルトと 240 ボルトの給電に変換する降圧変圧器です。

車内で AC 電圧を得るにはどうすればよいですか?

ご存知かもしれませんが (または知っているはずです)、自動車やトラックのバッテリーとオルタネーターによって供給される電力は直流 (DC) です。その状態のままにして変圧器に供給すると、信号が最初に接続されたときに小さな電圧スパイクが見られ、その後は何もありません.一次巻線を流れる安定した電流は単にそれを加熱し、変圧器の出力側では何も生成しません.

AC信号が必要なため、最新のアンプはパルス幅変調器を使用して一連の方形波を作成し、電源電圧を非常に迅速にオン/オフするMOSFET（電気的に制御された大電流スイッチ）のバンクをオンにします。多くの高品質アンプには、300kHz 以上で切り替わる電源が搭載されています。

簡単に言えば、バッテリーから変圧器の入力への接続を非常に迅速にオン/オフすることによって、交流信号を生成します。パルス信号の電圧はトランスを介して増加し、一連のダイオードとコンデンサに供給されて、レール電圧と呼ばれるものに平滑化されます。レールは、出力デバイスに接続されるアンプの正と負の電源セクションです。

アプリケーションでは、回路ははるかに複雑ですが、これがシステムの基本的な動作です。

エネルギー貯蔵と電力供給

カーオーディオアンプの出力電圧が高くなると、スピーカーに流れる電流も大きくなります。電源を管理するパルス幅変調コントローラは、アンプによって供給される電流を増やすために、相対的な「オン」から「オフ」までの時間を変更できます。より多くの「オン」時間は、より多くの電流がトランスに供給されることを意味し、その結果、出力でより多くの電圧が生成されます。必要なレール電圧までレギュレートされ、この余分な電圧により、安定したレール電圧が維持されます。

アンプの内部を見ると、ほとんどの場合、トロイダル トランスとエネルギー蓄積コンデンサーのバンクが見られます。これらの大きなコンデンサは、トランスとダイオード整流器ステージの出力を平滑化し、アンプがオーディオ信号の現在の要求に追いつくことができるように大量のエネルギーを保存するのに役立ちます.

カー オーディオ アンプの仕組みを学ぶ

これで、カー オーディオ アンプがオルタネーターからの 12V フィードをレール用のより高い電圧に変換する方法についての基本的な理解が得られたはずです。次の記事では、カー オーディオ アンプのフロント エンドまたは入力段について説明し、クロスオーバー、ゲイン コントロール、および設置者がカー オーディオ アンプを最適なパフォーマンスのために設定しやすくする機能について説明します。車またはトラック。