Купил второй сабвуфер, подключил параллельно к тому же моноблоку, и через пять минут громкой музыки усилитель ушёл в защиту. Или тише: поставил мидбасы на 2 Ом в мост и удивился, почему усилитель такой горячий. Почти всегда причина одна и та же: нагрузка ниже, чем усилитель готов выдержать.
Как устроена нагрузка усилителя
Что значит «минимальная нагрузка 2 Ом»?
«Минимальная нагрузка 2 Ом» в паспорте означает самое низкое сопротивление, которое можно подключить к одному каналу, и усилитель при этом отработает без перегрева и срабатывания защиты. Чем ниже сопротивление нагрузки, тем больший ток тянет динамик при том же напряжении. Ток греет выходные транзисторы и провода.
Почему динамик на 4 Ом не всегда 4 Ом
4 Ом на динамике это номинал, «средняя по больнице» цифра. Реальный импеданс меняется с частотой: на резонансе растёт в разы, а в минимуме опускается почти до Re.
У НОЭМА 300ГДН30-4 номинал 4 Ом, Re 3,2 Ом. В ящике 32 л минимум импеданса около 3,3 Ом. Два таких в параллель на один канал дают около 1,6 Ом в минимуме: это уже ниже 2 Ом.
Как считать нагрузку при нескольких динамиках?
При параллельном подключении одинаковых динамиков сопротивление делится на их число: 4 ‖ 4 = 2 Ом. При последовательном складывается: 4 + 4 = 8 Ом. У сабвуфера с двумя катушками (2 × 2 Ом) можно получить 1 Ом в параллель или 4 Ом последовательно.
Что меняется в мосту
При мостовом подключении каждый из двух каналов «видит» половину сопротивления нагрузки. 4 Ом в мост для каждого канала то же самое, что 2 Ом в стерео. Поэтому в паспортах часто пишут: «мост: минимум 4 Ом».
Что обычно уточняют про нагрузку
В лучшем случае сработает защита, и усилитель будет отключаться на громких местах. В худшем начнут перегреваться транзисторы, провалится питание и подскочат искажения, пока что-то не сгорит. На долгом громком басу это наступает быстрее, чем кажется.
При том же напряжении на выходе ток растёт, и мощность P = U²/R тоже. Мои фронтальные моноблоки EarClear ES 1601 выдают около 190 Вт на 4 Ом и около 230–250 Вт на 2 Ом. Рост не двукратный: блок питания и транзисторы имеют предел по току. Смотри на RMS на своей нагрузке, а не на рекламную цифру.
Два сабвуфера с двумя катушками по 2 Ом можно собрать на 2 Ом двумя способами. Первый: у каждого саба катушки последовательно, получается 4 Ом, затем два саба параллельно, итог 2 Ом. Второй: катушки каждого параллельно, по 1 Ом, затем сабы последовательно, тоже 2 Ом. Если все катушки соединить параллельно, выйдет 0,5 Ом, а это выдержит редкий моноблок.
Мультиметр показывает сопротивление постоянному току, то есть около Re, а не номинал. У динамика на 4 Ом это обычно около 3,2 Ом, у двух таких в параллель около 1,6 Ом. Мерить нужно на отключённых от усилителя проводах. Если мультиметр показывает заметно меньше расчёта, ищи ошибку в схеме или замыкание жил.
Пассивный кроссовер меняет нагрузку, которую видит усилитель. Около частоты раздела ветви твитера и мидбаса работают одновременно, и суммарный импеданс в каких-то участках может опуститься ниже номинала комплекта. Поэтому компоненты на 4 Ом с пассивом лучше не вешать на канал, который заявлен только до 4 Ом без запаса.
Для нагрузки 1 Ом нужен моноблок, у которого в паспорте прямо указана работа на 1 Ом. Большинство многоканальных усилителей рассчитаны на 2 Ом в стерео и 4 Ом в мосту. На 1 Ом ток выше, поэтому важны запас блока питания, охлаждение и толщина силового кабеля. Подходящие модели ищи среди усилителей в каталоге по графе минимальной нагрузки.
Как проверить свою схему?
- Найди в паспорте усилителя минимальную нагрузку для стерео и для моста.
- Посчитай итоговое сопротивление по схеме: параллель делит, последовательное складывает, мост делит пополам на канал.
- Держи запас: реальный импеданс проседает ниже номинала.
- Потрогай радиатор после получаса громкого баса: если руку не держит, запас мал.
Схему подключения динамиков продумывают, когда подбирают усилители: сколько каналов, какая мощность на какой нагрузке, есть ли мост. Всё это в шаге «Подбор компонентов».
Не уверен, выдержит ли твой усилитель два саба в параллель? Напиши модель и схему в Telegram-чат EBAEVSQ, посчитаем до того, как задымится.
Источники
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- IEC 60268-3, Sound system equipment. Part 3: Amplifiers
- CTA-2006-C, Testing and Measurement Methods for Mobile Audio Amplifiers
См. также: Импеданс, Параллельное подключение, Последовательное подключение, Мостовое подключение, Защиты усилителя.