Circuito amplificador de potência de 100 a 160 watts usando um único IC OPA541

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Para quem procura um amplificador de áudio com potência de saída massiva da ordem de 100 watts a 200 watts, usando um valor absoluto contagem mínima de peças , este circuito específico fará isso.

Amplificador operacional monolítico de alta potência OPA541

Como funciona o circuito

O IC OPA541 da Burr-Brown é um amplificador de potência 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 simplesmente significa que se o IC for suficientemente resfriado usando dissipador de calor e resfriamento por ventilador, a saída de amplificação provável pode estar bem acima da marca de 160 watts.

O recurso de limitação de corrente embutido do dispositivo pode ser programado (predefinido) pelo usuário por meio 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 impulsionar motores, servo amplificadores e fontes de alimentação programáveis, etc., de acordo com as fontes Burr-Brown, ele também pode funcionar incrivelmente bem quando usado como um amplificador de áudio de alta potência.

Circuito amplificador de alta potência OPA541 150 watts

O esquema discutido neste artigo fornecerá aproximadamente 60 watts a 160 watts em uma carga de 4 Ohm. Isso é realizado por meio de uma tensão de alimentação simétrica de ± 40 V.

O limitador de corrente embutido do chip é fixado em um limite de ativação de cerca de 8,5 A por meio de resistores R6 / R7 ligados em paralelo.

Programação da corrente de saída

Este limite de corrente garante que a margem de transmissão 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 LIGADA 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 fica restrito bem antes, 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 de som, com uma condição em que um ganho de x6 é fixo (R5 será então de aproximadamente 5 kΩ) e uma tensão de alimentação de ± 35 V.

Como o IC funciona em uma corrente quiescente de quase 20 mA, a distorção cruzada pode iniciar muito rapidamente.

Para manter o THD em um nível mínimo, a largura de banda assumida é restrita a aproximadamente 22 kHz através do capacitor C3.

A rede de filtro de entrada feita com 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.

Design PCB

Design de PCB amplificador monolítico de alta potência OPA541

FICHA DE DADOS




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