Amplificador simples de 20 watts

Este artigo foi escrito com a intenção de construir um amplificador simples de 20 watts

Por: Dhrubajyoti Biswas

Por que um amplificador Classe A de terminação única

Um amplificador Classe A de terminação única é provavelmente um dos melhores exemplos quando se trata de saída de terminação única de estado sólido. Por outro lado, a carga passiva pode ser um transformador, resistor ou um amplificador como neste caso, e um dissipador de corrente. Aqui nós usamos um dissipador de corrente barato com alta linearidade, o que é bom para ir com este projeto.

Muitos engenheiros elétricos costumam recomendar o uso de transformadores ou indutores 1: 1. Mas vamos evitar esse processo porque ambos os componentes são bastante caros e precisam de alta precisão, senão pode ter efeito reverso na perda de qualidade do som. A queda na qualidade do som é principalmente porque ele não é linear e depende da frequência.

Neste experimento, usamos um circuito básico - um amplificador de potência de 60 watts, com a facilidade de modificá-lo para operar bem com Classe-A. É do meu conhecimento que muitos tentaram essa abordagem para construir o amplificador e os resultados foram positivos.

Usando +/- Fonte de alimentação dupla

Além disso, usamos alimentação elétrica de +/- 20 volts. Pode ser regulado, convencional ou mesmo aplicando um multiplicador de capacitância e além disso, antes do clipping, deve ter sua capacidade em torno de 22 watts. Portanto, é aconselhável usar um dissipador de calor maior, pois há grande chance de o amplificador esquentar.

Em nosso experimento anterior de construção do amplificador, aplicamos a corrente quiescente de 3A. Aqui nós o reduzimos para 2,6 A, com a intenção de reduzir a dissipação de watt. Mas ainda assim ele irá liberar pelo menos 110W de cada amplificador.

Usar um grande dispositivo de caixa de plástico ou transistores TO-3 é altamente recomendado, porque a transferência de calor é um dos maiores desafios que você pode ter que enfrentar para construir este amplificador. Também recomendamos o uso de dissipação separada para transistor individual. Isso permitirá a geração de baixa resistência térmica.

Você também pode usar um transistor maior para este desenvolvimento, mas isso seria caro. Portanto, considerando o bolso, é sempre melhor usar dois transistores paralelos. Eles são mais baratos em comparação com grandes transistores, embora mantendo a qualidade.

A seguir está o diagrama esquemático do circuito amplificador simples de 20 watts para ajudar a construir o sistema.

Diagrama de circuito

Circuito amplificador 20W Classe A

O coletor mostrado aqui no diagrama é construído no conceito semelhante ao dos estágios de saída. 4x1ohm resistores de 1W [0,25ohm] são colocados em paralelo. No entanto, pode ser necessário alguma experimentação à medida que a corrente é determinada pela tensão base-emissor BC549. Da maneira como o circuito funciona, o BC549 buscará a corrente de base que está em excesso nos resistores. À medida que a tensão ultrapassa os 0,65 V nos resistores, o transistor inicia e ajusta ainda mais o equilíbrio. Além disso, você também pode definir o deslocamento DC usando trimpot 1K para gerenciar o LTP.

Corrente ótima

Idealmente, o amplificador Classe A deve manter a corrente operacional 110% a mais do que a corrente de pico do alto-falante. Portanto, um alto-falante com uma impedância de 8 ohm e fornecimento de corrente de +/- 22 V, a corrente máxima do alto-falante será:

I = V / R = 22/8 = 2,75A.

O cálculo acima não indica a perda de corrente durante a saída. É certo que haverá perda de 3 volts na saída do circuito, que é baseada na perda nos resistores do emissor ou driver e na perda no dispositivo de saída.

A tensão máxima, portanto, é 2,375A @ 8 ohms = pico de 19V. Agora, adicionando o fator de correção a 110%, a corrente operacional é de 2,6125 A (2,6 A aproximadamente) e, após isso, a potência de saída seria de 22,5 W.

No entanto, é importante notar que, enquanto a alimentação –ve é constante, o + ve, por outro lado, varia da corrente constante disponível. Com sinais altos, a corrente é duplicada quando o transistor superior liga ou para picos negativos ele cai para zero. Esta situação é comum em amplificadores Classe A [terminação única] e torna complexo o projeto da fonte de alimentação.

Ajustar corrente quiescente

Se o resistor de detecção de corrente for mais do que ideal, você pode usar o trimpot e o limpador na base do BC549 para um fluxo de corrente preciso. No entanto, lembre-se de manter distância entre o resistor de detecção daqueles que geram uma fonte alta, por exemplo, resistores de potência. Não manter uma distância segura fará com que a corrente caia com o aumento do calor do amplificador.

Tenha cuidado ao usar o trimpot, pois o limpador está ferido para fornecer linha de -35V. Um movimento errado aqui pode danificar o trimpot. Portanto, inicie com o limpador no coletor dos dispositivos de saída. Aumente lentamente a corrente até atingir a configuração necessária. Você também pode usar o pote multi-voltas como alternativa, o que seria o melhor.

O diagrama a seguir mostra a criação de uma variável de dissipador de corrente para o circuito amplificador de 20 watts proposto.

Fonte de corrente variável

O uso de resistores de 1K conforme a figura é para garantir que a corrente não seja drenada infinita mesmo quando o potenciômetro se transforma em um circuito aberto. Também é necessário dar tempo [10 minutos ou mais às vezes] para estabilizar a temperatura no dissipador de calor. No entanto, o tempo para atingir a temperatura operacional pode variar de acordo com o tamanho do dissipador de calor, pois um dissipador maior vem com uma massa térmica maior e, portanto, leva tempo.

O dissipador de calor é um dos componentes mais vitais em um projeto Classe A. Portanto, é obrigatório usar um dissipador que tenha uma classificação térmica inferior a 0,5 ° C / Watt. Considere uma situação em que a dissipação é cerca de 110 W quiescentes, um dissipador de calor com a referida especificação terá um aumento de temperatura de 55 ° C e os transistores em 80 ° C, o que eventualmente o torna quente. Você pode usar a classificação térmica de 0,25 ° C, mas não haverá muito efeito no calor gerado.