Как измерить максимальную и проверить номинальную мощность усилителя

Для примера мы взяли двухканальный усилитель мощности Power Acoustik LT1920/2.

 

Пиковая мощность данного усилителя была указана просто фантстическая - 1920 watts.
При этом усилитель может работать как на нагрузку в 4 Ома так и 2 Ома.

Технические характеристики усилителя Power Acoustik LT1920/2

RMS мощность (RMS Power)  @ 4 ohms    370 watts x 2 канала
RMS мощность (RMS Power) @ 2 ohms    440 watts x 2 канала
Мощность при мостовом подключении (Bridged RMS Power)    880 watts x 1 channel
Пиковая мощность (Peak Power Output)    1920 watts

Для начала всегда рекомендуем обратить внимание на внешнее исполнение усилителя, это уже многое даст понять о его потенциале.
 

Факторы указывающие на потенциальную мощность усилителя

- предохранители питания на входе усилителя. Каждый наверно знает что на сегодняшний день еще не изобрели устройства которое на выходе давало бы больше мощности чем на входе. Такое устройство  могло бы питать само себя, еще и осуществлять полезную работу - вечный двигатель.
Зачастую мощность на входе надо будет еще умножить на коефициент потерь и получить более низкую мощность на выходе.

В нашем случае на входе усилителя стоят 4 предохранителя по 20 (по паре предохранителей на канал).
Что по мощности составляет (20 Ампер * 4 шт) * 14 Вольт = 1120 Ватт. В принципе этого вполне достаточно для получения на выходе обещаных номинальных 880 Ватт но никогда не хватит для пиковых 1920 Ватт.

- Клеммы для проводов питания. Не забывайте что для прохождения больших токов необходимы большие сечения проводов. В нашем случае клемники установлены под более чем толстые провода, которые с легкостью обеспечат ток до 80 Ампер.

- Размер радиаторов охлаждения. Не забывайте что в процессе работы усилитель рассеивает часть тепла на силовых транзисторах. Для этого усилителю необходимы большие радиаторы (большой площади, с большими ламелями, ребрами изготовленные желательно из алюминия, а еще лучше из меди).

- вес усилителя. По весу мы можете не только определить массивность корпуса усилителя и возможность рассеивания тепла. Так же вы можете примерно оценить колличество транзисторов, мощность феромагнитных сердечников установленных в трансформаторах блоков питания усилителя, размеры электролитических конденсаторов и многое другое.
Наш усилитель имеет очень приличный вес, оно и не удивительно, задача перед ним стоит просто непосильная.

Если ваш усилитель не новый, у вас есть все шансы измерить мощность усилителя не прибегая к особым сложностям.

Все что вам необходимо, снять с него крышку и внутри обычным мультиметром измерить напряжение на выходных электролитических конденсаторах, после  трансформаторов блока питания и выпрямительных диодов. Трансформаторы обычно похоже на круглые котушки с проводами, а электролитические конденсаторы обычно стоят стройными рядами прямо за ними, возвышаясь круглыми бочечками.

В нашем случае на электролитических конденсаторах нашего усилителя мы намеряли напряжение 47 Вольт (напряжение питания между двумя плечами усилителя).

Для усилителей класса A/B  примерную мощность на выходе можно рассчитать по формуле

P = U^2 / R

где
U напряжение питания усилителя на входе (то есть сумма напряжение каждого плеча усилителя)
R - сопротивление нагрузки (в нашем случае динамика)

Итак приблизительная мощность нашего усилителя

P = 47^2 / 4 Ома = 552 Ватта
P = 47^2 / 2 Ома = 1104 Ватта

Предположим что вы не можете заглянуть внутрь усилителя или просто хотите проверить рассчитанные данные.

В первую очередь самое распространенное заблуждение, что мощность можно измерить прямо на физической нагрузке в виде динамика.

К сожалению динамик имеет индуктивную составляющую и имеет разные сопротивления на разных частотах. Поэтому нагрузка обязательно должна быть не индуктивной. К примеру это может быть пассивны элемент - резистор.

В нашем случае мы решили использовать нихромовую нить толщиной 1 мм, рассчитанную на мощность несколько киловатт. Нихромовая нить позволяет отрегулировать необходимое сопротивление и при этом имея большую толщину может без проблем рассеять в виде тепла прилагаемую мощность.

Для тестирования вам необходимо записать на диск трек  с сигналом синусоидальной формы частотой 50 Гц.

Почему именно 50 Гц? потому что переменный ток в сети электропитания имеет частоту 50 Гц а измерения мы будем проводить промышленным мультиметром, который скорее всего лучше измеряет именно эту частоту.
 

Этапы измерения максимально мощности усилителя

- Для начала измерьте напряжение на выходе усилителя на холостом ходу. Для этого отсоедините от одного выхода усилителя нагрузку в виде динамика и подсоедените мультиметр в режиме измерения напряжения.

Искажения при которых усилитель достиг максимальной мощности вы можете услышать в динамике второго подключенного канала. Для предотвращения повреждения динамика вы можете подключить его через сопротивление 100 Ом мощностью 5 Ватт или больше.

Для более достоверного определения максимальной мощности вы можете использовать осцилограф. Поворачивая ручку громкости на выходе усилителя по сглаживанию синусоидальной формы вы сможете заметить срезание (искажение сигнала).
Если вам не нужна сверх высокая точность, вы можете определить искажения и на слух.

На нашем усилителе, на выходе при полной громкости и холостом ходу мы получили 47 Вольт. Что соответствует напряжению питания на входе усилителя от блока питания.

- Измерьте напряжение на выходе усилителя с подключенной нагрузкой. В нашем случае это нихромовая нить сопротивлением 3,2 Ома.

Напряжение до перегрузки - чуть меньше 30 Вольт

Необходимо учитывать что под нагрузкой на выходе усилителя падает напряжение. Собственно это и говорит о его потенциале. Обратите так же внимание на напряжение на входе усилителя, если оно проседает как в нашем случае от 13,7 Вольта до 12 Вольт - это означает что вам не хватает мощности на входе. Причиной тому могут быть тонкие провода, не достаточно мощный генератор, маленький накопительный конденсатор.

- Измерьте силу тока протекающую в цепи нагрузки на выходе усилителя.

Сила тока до перегрузки - чуть меньше 10 ампер

Итого на выходе 30В * 10А = 300 Вт

Не много но и не мало 300Вт * 2 канала = 600 Ватт (в нашем случае производитель заявлял 1 кВт)

Вот так просто за несколько минут мы провели все необходимые измерения и убедились в мощном потенциале нашего усилителя.

А какие показатели получились у вас? Пишите нам в комментариях.