Принцип управління вентилятором примусового охолодження УМЗЧ з тепловідводів невеликих розмірів полягає в тому, що обдув включається при
визначеному перевищенні рівня сигналу на виході підсилювача, тому шум вентилятора при зниженій потужності практично не чутний. Пристрій з вентилятором можна рекомендувати і для установки в підсилювачі звичайної конструкції (з природним конвективним охолодженням), що знаходяться в складних умовах експлуатації.
При конструюванні підсилювачів потужності звукової частоти з вихідною потужністю понад 20 Вт тепер нерідко вибирають примусове відведення тепла від потужних транзисторів і мікросхем УМЗЧ, що дозволяє істотно зменшити площу охолоджуючої поверхні. Для цього використовують вентилятори від комп’ютерних блоків живлення і вентилятори охолодження системних блоків персональних комп’ютерів. Ці вентилятори мають відносно невеликі габарити (80x80x25 мм), низьку вартість і завжди є в наявності в будь-якому комп’ютерному магазині.
Зазвичай вентилятори охолодження можуть бути або включені постійно, або включатися при перевищенні деякого порога температури тепловідводу. Обидва способи включення мають свої недоліки. У першому з них роботі неминуче заважає безперервний шум вентилятора. При достатньо великій гучності цей шум нечутний, але на малій гучності і в паузах при відтворенні він чути дуже виразно. З часом, в результаті зношування підшипників вентилятора, рівень створюваного їм шуму тільки зростає. Залежне від температури тепловідводу включення вентилятора теж має недолік – при великій вихідній потужності тепло-відводи нагріваються і система охолодження включається, але при зменшенні гучності і, відповідно, потужності шум вентиляторів буде чути, хоча примусового охолодження вже не потрібно, достатньо природної циркуляції повітря.
Описуваний пристрій вільно від зазначених недоліків і виробляє включення вентиляторів охолодження при перевищенні встановленого порога вихідної потужності підсилювача.
Схема пристрою показана на рис. 1.
Мікросхема DA1 містить два незалежних компаратора. На першому з них зібраний вузол, який визначає, що вихідна потужність підсилювача перевищує деякий пороговий рівень, а на другому – вузол затримки вимкнення вентилятора.
Сигнал з виходу підсилювача потужності подається на інвертується вхід компаратора DA1.1 через резистор R1. Стабілітрон VD2 захищає вхід компаратора від негативного напруги, що надходить від підсилювача потужності при посиленні негативних напівперіодів сигналу. На елементах R2 і VD1 зібраний параметричний стабілізатор, який задає поріг спрацьовування компаратора. Резистор R3 служить навантаженням вихідного каскаду DA1.1, виконаного за схемою з відкритим колектором. Конденсатор С1 і резистор R4 задають час затримки вимкнення вентилятора. Діод VD3 необхідний для запобігання розрядки конденсатора С1 через резистор R3. Затримка дозволяє зберегти напругу на вентиляторі ще деякий час для видалення виділилася на тепловідвід енергії. Підлаштування резистором R5 можна регулювати час затримки вимкнення. Сигнал з виходу компаратора DA1.2 управляє транзистором VT1,
включає вентилятор охолоджування.
Розглянемо роботу пристрою при зміні рівня сигналу.
Якщо напруга на виході підсилювача потужності менше, ніж на стабілітроні VD1, на виході компаратора DA1.1 діє високий рівень. Коли напруга на вході пристрою перевищить напруга на стабілітроні VD1, на виході компаратора DA1.1 з’явиться низький рівень і конденсатор С1 почне заряджатися через діод VD3 до напруги живлення. Поки напруга на неінвертуючий вході компаратора DA1.2 менше, ніж на інвертується, напруга на його виході має низький рівень, транзистор VT1 відкритий і вентилятор включений.
Як тільки після зниження рівня сигналу і розрядки конденсатора напруги на вході другого компаратора переключать його, на виводі 7 з’явиться високий рівень, транзистор VT1 закриється і вентилятор вимикається. Вихідну потужність підсилювача потужності, при якій спрацює пристрій, можна розрахувати за формулою
Рвих = (Uvd1) 2/Rн
де Uvd1 – напруга стабілізації стабілітрона VD1; Rн – опір навантаження підсилювача потужності.
Всі деталі пристрою розташовують на односторонній друкованій платі з фольгованого склотекстоліти. Креслення плати і розташування елементів показані на рис. 2.
У пристрої застосовані резистори МЛТ-0, 125 або подібні, конденсатори – К50-35 або аналогічні імпортні. Діод VD3 – будь-який кремнієвий серій КД503, КД521, КД522. Транзистор VT1-КТ816 з будь-яким буквеним індексом. Вентилятор повинен бути розрахований на постійну напругу 12 В і струм споживання не більше 0,5 А. При підключенні вентиляторів з струмом споживання більше 150 мА транзистор VT1 необхідно встановити на невеликий тепловідвід. Напруга живлення може бути збільшена до 24 В, але при цьому послідовно з вентилятором необхідно включити резистор відповідного опору або використовувати два послідовно включених вентилятора.
Налагодження пристрою зводиться до встановлення підлаштування резистором R5 необхідного часу затримки вимкнення вентилятора.
Для більш коректної роботи пристрою рекомендується підключити конденсатор ємністю до 0,01 мкФ паралельно стабілітрону VD2.
Автор: А. Журба, м. Таганрог Ростовської обл.