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5 Melhores Circuitos Amplificadores de 40 Watts Explorados

Neste post, falaremos sobre 5 circuitos amplificadores Hi-Fi de 40 watts excelentes, fáceis de construir e de baixa distorção que podem ser atualizados para uma potência mais alta através de alguns pequenos ajustes.

Este artigo foi contribuído para mim por e-mail por um seguidor dedicado

Embora você possa encontrar vários módulos de saída híbridos disponíveis, quase nenhum deles é capaz de combinar simplicidade com acessibilidade, além de excelente desempenho geral.

Um deles é o chip TDA2030 da SGS empregado no presente amplificador. O layout do amplificador é simples: um amplificador operacional de potência acompanhado por dois transistores de saída ligados em ponte. O sinal de áudio é dado à entrada não inversora do amplificador operacional lC1 através do soquete K1 e do capacitor C1.

A corrente de alimentação do CI oscila de acordo com o sinal de entrada.

Devido a isso, exibe queda de tensão igualmente variável em torno dos resistores R6, R7. R8 e R9, dado que estão nas linhas de origem do opamp. Enquanto a corrente estiver abaixo de 1 A, a queda de tensão nos resistores será inadequada para ligar os transistores T1 e T2. O que significa que saídas de até 2 W em alto-falantes de 4 Ohms são fornecidas totalmente pelo opamp.

Assim que a corrente de saída for superior a um nível de 1 A, os transistores são ligados e reforçam a potência de saída do amplificador.

Se o sinal de entrada for baixo, resultará em corrente quiescente insuficiente através do transistor, no entanto, como isso acontece através da rede de crossover do amplificador operacional, os problemas são eventualmente evitados.

Além disso, o IC fornece compensação térmica e, portanto, garante a estabilidade garantida do ponto de operação.

A tensão de alimentação pode variar entre 12 V e um máximo absoluto de 44 V. A construção do amplificador na placa de circuito impresso deve ser fácil.

Os transistores junto com o IC devem ser instalados e isolados em um dissipador de calor de aproximadamente 2 k W-1. Aplique muito compósito condutor de calor. A linha de alimentação precisa ser protegida por um fusível de 3,15 A. linha deve ser protegida por um fusível de 3,15 A.

Diagrama de circuito

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Projeto PCB

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Lista de peças

Resistores, todos de 1/4 watt 5% a menos que especificado

  • R1 a R4 = 100K
  • R5 = 8k2
  • R6 a R9 = 1,4 ohm 1%
  • R10 = 1 ohm

Capacitores

  • C1 = 470 nF
  • C2 = 10uF, radial de 63V
  • C3 = 4,7uF, radial de 63V
  • C4, C5, C7 = 220 nF MKT ou Cerâmica
  • C6 = 2200uF, radial de 50V

Semicondutores

  • D1, D2 = 1N4007
  • T1 = BD712
  • T2 = BD711
  • IC1 = TDA2030

Diversos

  • K1 = Soquete de áudio ou conector
  • Dissipador de calor = 2K W^-1
  • Arruelas isolantes etc para IC1, T1, T2

Especificações técnicas

Tensão de Operação: Máximo de 44V

Potência de saída = 22 watts em alto-falante de 8 Ohm e 40 watts em alto-falante de 4 Ohm com THD = 0,1%

Gráfico de distorção harmônica

  • 1 kHz em 8 ohm a 11 watts = 0,012%
  • 1 kHz em 4 ohm a 20 watts = 0,032%
  • 20 kHz em 8 ohm a 11 watts = 0,074%
  • 1 kHz em 8 ohm a 1 watt = 0,038%
  • 1 kHz em 4 ohm a 1 watt = 0,044%
  • Corrente Quiscente = 38mA aproximadamente
  • Eficiência = 8 Ohm 62,5%
  • Carga Máxima = 4 Ohm 64%

2) Amplificador de 40 Watts usando IC LM391

Este segundo design é um poderoso amplificador de potência média sem frescuras que pode ser especificamente adaptado para uso em amplificadores portáteis do tipo ‘combo’ que são populares entre guitarristas e artistas de música jazz.

O amplificador é uma mistura eficiente de um driver de áudio integrado IC, o LM391-80, e um estágio de saída de potência push-pull construído com transistores bipolares.

Alguns aspectos exclusivos do design são revisados ​​abaixo.

O NTC, que está em contato físico com os transistores de saída de potência, permite que o LM391 desligue o estágio de potência quando este superaquece. O ponto de partida desta segurança térmica situa-se numa corrente NTC de cerca de 200 pA.

O capacitor eletrolítico que aterra o NTC atua para apresentar um ‘soft start’, ou seja, para evitar um clique ruidoso ou outro ruído confuso do alto-falante quando o amplificador é ligado.

Pode parecer que a proteção é muito sensível e, portanto, algumas tentativas e erros para o valor de R4 ou do NTC podem ser necessárias. É fácil aplicar feedback no amplificador conectando R23 à rede de linha C5-R7.

Os outros componentes, juntamente com o R10, decidem a resposta de frequência do amplificador que pode exigir ajuste fino para atender a demandas específicas. Os números dos componentes apresentados neste artigo podem, no entanto, ser adequados para a maioria dos aplicativos.

O resultado da experimentação com valores diferentes de C5 e R7 é fácil de determinar (ou ouvir) por curto-circuito em R23. Para alto-falantes de 4 Ohm, R23 precisa ser reduzido para 0,18 Ohm. Infelizmente, o LM391-80 é vulnerável à oscilação, que deve ser mantida sob controle através dos componentes RX, C6, C8 e C9 (em muitos casos, C6 pode ser removido).

O resistor RX minimiza especificamente o ganho de malha aberta. Se RX for empregado, Ry deve ser conectado para compensar a tensão de compensação resultante. Os componentes R22 e C12 constituem uma rede Boucherot que funciona para estabilizar o amplificador em altas frequências. A entrada do amplificador deve ser operada por uma fonte de baixa impedância que seja capaz de fornecer sinais de áudio de nível ‘linha’ (0 dB].

A rede R1-C1 atenua amplitudes acima de 50 kHz ou mais. A corrente quiescente do amplificador é definida pelo pré-ajuste P1. Ajuste este controle para 0 Ohm no início e ajuste-o até que uma corrente quiescente de 50 mA seja estabelecida.

Você pode aumentar isso para 400 mA se estiver procurando por baixa distorção. Os transistores de potência estão todos posicionados na mesma seção do PCB para que possam ser fixados em um dissipador de calor comum, junto com o NTC.

O dissipador de calor precisa ser bem grande com resistência térmica de 1 K Wsl ou menos. Observe que L1 é formado por 20 espiras de 0,8 mm de diâmetro. fio de cobre esmaltado enrolado em torno de R21. C9 é um capacitor cerâmico.

Diagrama de circuito

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Dados técnicos

Agora vamos conferir, alguns dados testados:

Com tensão de alimentação: 35 V; R23 em curto-circuito:

Largura de banda de 3 dB (8 Q]: aprox. 11 Hz a 20 kHz

THD (distorção harmônica transitória) a 1 kHz: . 1 W em 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400mA) 1 W em 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W em 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W em 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV; nível de início do limite de corrente).

PCB e Layout de Componentes

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Lista de peças

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3) Amplificador de potência de 40 watts usando IC LM2876 da Texas Instruments

O terceiro design é mais um circuito amplificador de potência Hi-Fi de 40 watts que utiliza um único chip LM2876 para fornecer a quantidade especificada de potência de música em um alto-falante de 8 ohm.

O IC LM2876 é um chip amplificador de áudio de alta qualidade projetado para lidar continuamente com 40 watts de potência média em um alto-falante de 8 Ohm com um THD de 0,1% e uma faixa de frequência de 20 Hz a 20 kHz.

O desempenho deste IC é muito melhor do que outros ICs híbridos devido ao seu recurso embutido chamado circuito de controle de temperatura instantânea de pico automático, ou o Espigão.

O “SPiKe” inclui uma proteção completa do chip contra sobretensão de saída, subtensão, sobrecarga e curtos-circuitos acidentais.

O IC LM2876 apresenta excelente relação sinal-ruído acima de 95 dB, garantindo excelente clareza e reprodução de som de nível Hi-Fi.

Diagrama de pinagem do LM2876

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Diagrama de circuito

O diagrama de circuito completo deste amplificador de 40 watts baseado em LM2876 é apresentado abaixo:

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Para mais informações sobre isso, visite o ficha técnica do IC

4) Circuito Amplificador Estéreo de 40 watts usando IC TDA7292

Até agora discutimos amplificadores com saída mono de 40 watts, porém este quarto circuito da lista foi projetado para oferecer uma saída estéreo de 40 + 40 watts através de um único chip IC TDA7292. Portanto, se você estiver procurando por uma versão estéreo do amplificador de 40 watts, esse design atenderá às suas necessidades com muita facilidade.

Este excelente amplificador estéreo de chip único é fabricado pela microeletrônica ST.

O circuito requer quase nenhum componente e pode ser configurado rapidamente usando um PCB bem projetado que é fornecido na própria folha de dados.

Principais características

  • Ampla faixa de tensão de alimentação (de +/-12 V ± 33 V)
  • Funciona com alimentação dupla para potência de saída ideal
  • Projetado para fornecer potência de saída total de 40 W + 40 W em 8 Ω com tensão de alimentação = ±26 V e distorção harmônica total não superior a = 10%
  • Som “pop” eliminado internamente quando a energia é ligada/desligada
  • Apresenta uma opção Mudo que também é livre de “pop”
  • Quando o pino Mute está aterrado, o IC entra em um Standby de baixo consumo mais.
  • Internamente, o IC é protegido contra curto-circuito, o que significa que o IC não queimará ou será danificado quando a saída for acidentalmente curto-circuitada ou sobrecarregada.
  • Além disso, o IC possui uma proteção de sobrecarga térmica embutida, portanto, o superaquecimento também não danificará o IC.

Diagrama de Circuito Completo

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Classificação Máxima Absoluta

A seguir está a classificação máxima absoluta do IC TDA7292, que não deve ser excedida para proteger o IC de danos permanentes:

  • Tensão de alimentação CC ±35 V
  • (EUO) Corrente de pico de saída (limitada internamente) 5 A
  • (Ppequeno) Dissipação de potência Tcase = 70°C 40 W
  • (Toperação) Temperatura de operação -20 a 85 °C
  • (Tj) Temperatura da junção -40 a 150°C
  • (Tstg) Temperatura de armazenamento -40 a 150 °C

Referência: Para mais detalhes e o design completo do PCB, você pode consultar o ficha técnica original do IC.

5) Amplificador de 40 Watts com apenas transistores

Todos os projetos explicados acima são dependentes de circuitos integrados, e todos sabemos com que facilidade esses CIs podem ficar obsoletos a qualquer momento. Talvez a melhor maneira de ter um projeto de amplificador universal evergreen seja na forma de uma versão transistorizada discreta, como mostrado neste quinto projeto final:

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Esta é realmente a versão abreviada do popular amplificador de 100 watts deste site. Foi simplificado removendo alguns mosfets e reduzindo a entrada de alimentação para 24V.

As peças indicadas no circuito amplificador transistorizado de 40 watts acima parecem um pouco não convencionais e podem não estar prontamente disponíveis no mercado. No entanto, a beleza de tais versões transistorizadas é que os componentes ativos podem ser facilmente substituídos por valores equivalentes. Para este projeto também podemos encontrar os equivalentes apropriados e substituí-los aqui para obter os mesmos resultados perfeitos.

O amplificador é soberbamente projetado pelos engenheiros da Hitachi para fornecer clareza excepcional com distorções mínimas. Eu testei e fiquei bastante emocionado com sua enorme faixa de potência ajustável e qualidade de saída excepcional.

Para obter a lista completa de peças, visite este artigo.

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FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução

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