Para quem procura um amplificador de áudio com potência de saída massiva na ordem de 100 watts a 200 watts, utilizando uma potência absoluta contagem mínima de peçaseste circuito em particular irá realizá-lo.
Como funciona o circuito
O IC OPA541 da Burr-Brown é um amplificador operacional especialmente projetado para funcionar com fontes de alimentação de até ±40 V e para fornecer correntes de saída contínuas de até 5 A e 10 A de pico.
Isso significa simplesmente que, se o IC for suficientemente resfriado usando o dissipador de calor e o resfriamento do ventilador, a saída de amplificação provável pode estar bem acima da marca de 160 watts.
O recurso de limitação de corrente integrado do dispositivo pode ser programado (predefinido) pelo usuário através de um resistor externo solitário, que pode proteger o amplificador e a carga de situações de saída errôneas.
Embora o OPA541 seja normalmente projetado para acionar motores, servo amplificadores e fontes de alimentação programáveis, etc., de acordo com as fontes da Burr-Brown, ele também pode funcionar incrivelmente bem quando usado como um amplificador de áudio de alta potência.
O esquema discutido neste artigo fornecerá aproximadamente 60 watts a 160 watts em uma carga de 4 Ohm. Isto é conseguido através de uma tensão de alimentação simétrica de ±40 V.
O limitador de corrente embutido do chip é fixado em um limite de cerca de 8,5 A por meio de resistores ligados em paralelo R6/R7.
Programando a corrente de saída
Este limite de corrente garante que a margem de drive ideal pode ser alcançada mesmo quando um alto-falante de 4 Ohm é usado. Mas lembre-se, embora R6 e R7 limitem a corrente abaixo do limite de sobrecarga, isso não torna o amplificador à prova de curto-circuito, porque isso pode exigir um limite de corrente de 1,8 A, se considerarmos a operação 1C dentro de seu SOA ( área de operação segura).
O valor do resistor, Rcl, (R6+R7) que fornece a chave limitadora de corrente ON ou ponto de ativação, pode ser determinado usando a fórmula:
Rcl = (0,813/Iabs) – 0,02 [Ω]
Na operação real, o meio ciclo positivo da corrente de saída é restrito bem mais cedo, em cerca de 10% em um nível inferior ao limite pré-programado.
O contrário pode ocorrer para a corrente negativa, que pode ser aproximadamente 10% maior que o valor pré-determinado.
Distorção Harmônica Total
A saída de distorção do amplificador é consideravelmente baixa. O valor de THD continua bem abaixo de 0,5% em todo o espectro sonoro, com uma condição em que um ganho de x6 é fixo (R5 será então aprox. 5 kΩ) e uma tensão de alimentação de ±35 V.
Como o IC funciona com uma corrente quiescente de apenas 20 mA, a distorção de cruzamento pode iniciar rapidamente.
Para manter o THD em um nível mínimo, a largura de banda presumida é restrita a aproximadamente 22 kHz através do capacitor C3.
A rede de filtro de entrada feita usando R2-C2 ajuda a minimizar o IMD (distorção de intermodulação) e reduz a largura de banda real para aproximadamente 16,6 kHz.
O roll-off de baixa frequência é fixado em 6,6 Hz por R1-C1. O IC deve ser instalado sobre um dissipador de calor relativamente grande com resistência térmica de 1,2 KW ou superior.
Projeto PCB
FICHA DE DADOS
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