TEMA: DISEO DE UN AMPLIFICADOR DE POTENCIA PARA AUDIO DE 60W

ANLISIS DE PARTICIPACIN

Personas que requieran un amplificador de potencia para audio.

Beneficiarios:

Directos: Usuarios

Indirectos: Tiendas Electrnicas

ANLISIS DEL PROBLEMA

Baja Amplificacin

Sobrecalentamiento del sistema: Escasa disipacin de calor, distancia entre

elementos.

Escasa Disipacin de calor: Pequea rea de enfriamiento, superficie de

contacto encubierta.

Distancia entre elementos: Derrite sueldas, Despega elementos.

Excesivo nmero de parlantes: Mal diseo, salida insuficiente.

Mal diseo: No fue diseado para variedad de parlantes, Baja ganancia

del amplificador.

Salida Insuficiente: No logra alimentar los parlantes.

Alto Consumo de Energa: Diseo Ineficiente, Desperdicio de Energa.

Diseo Ineficiente: Baja potencia, insuficiente amplificacin.

Desperdicio de Energa: Alto consumo energtico.

ANLISIS DE OBJETIVOS

Escasa Disipacin de calor:

Aumentar la superficie de contacto.

Aadir sistema de enfriamiento.

Apartar elementos disipadores de calor.

Excesivo Nmero de parlantes:

Reducir el nmero de parlantes.

Reemplazar los parlantes por unos de menor impedancia

Acstica.

Alto consumo de Energa:

Reducir carga.

No saturar la salida.

Controlar tiempo de uso.

ANLISIS DE ALTERNATIVAS

Amplificador Clase A: Los amplificadores de clase A son los que mejor suenan, ms

cuestan y los menos prcticos. Despilfarran corriente y devuelven seales muy limpias.

La gran desventaja de la clase A es que es poco eficiente, es decir que requiere un

amplificador de clase A muy grande para dar 50W, y ese amplificador usa mucha

corriente y se pone a muy alta temperatura.

Fig. 1 Amplificador Clase A

Amplificador Clase B: Los de clase B tienen etapas de salida con corriente de

polarizacin cero. La mayora de las veces, un amplificador de audio clase B tiene

corriente de polarizacin cero en una pequea parte del circuito de potencia, para evitar

no linealidades. Tienen una importante ventaja sobre los de clase A en eficiencia debido

a que casi no usan electricidad con seales pequeas. Los amplificadores de clase B

tienen una gran desventaja, una distorsin audible con seales pequeas. Esta

distorsin puede ser tan mala que lleva a notarse con seales ms grandes. Esta

distorsin se llama distorsin de filtro, porque sucede en un punto que la etapa de salida

se cruza entre la fuente y la corriente de amortiguacin.

Fig. 2 Amplificador Clase B

Amplificador Clase AB: Por ahora, la clase AB es la que domina el mercado y rivaliza con

los mejores amplificadores de clase A en calidad de sonido. Este tipo, usa menos

corriente que los de clase A y pueden ser ms baratos, pequeos y ligeros. Los

amplificadores de clase AB son casi iguales a los de clase B, ya que al igual que estos

tienen dos transistores de salida. Sin embargo, los amplificadores de clase AB difieren

de los de clase B en que tienen una pequea corriente libre fluyendo del terminal

positivo al negativo incluso si no hay seal de entrada. Esta corriente libre incrementa

ligeramente el consumo de corriente, pero no se incremente tanto como para parecerse

a los de clase A. Esta corriente de libre incluso corrige casi todas las no linealidades

asociadas con la distorsin del filtro. Estos amplificadores se llaman de clase AB en vez

de A porque con seales grandes, se comportan como los de clase B, pero con seales

pequeas, se comportan como los de clase A.

Fig. 3 Amplificador Clase AB de 60W

E MB B R M

Amplificador Clase A x

Amplificador Clase B x

Amplificador Clase AB x

Reemplazar los parlantes x

En esta ocasin hemos elegido trabajar con la mejor alternativa, un amplificador de clase

AB por sus prestaciones, posee caractersticas de los Amplificador clase A y clase B ya

que tienen una alta fidelidad como los de clase A y un precio relativamente bajo como

los de clase B. Tambin con seales grandes, se comportan como los de clase B, pero

con seales pequeas, se comportan como los de clase A.

DISEO DEL CIRCUITO AMPLIFICADOR CLASE AB DE 60W

Fig. 4 Amplificador a Disear (Clase AB)

LISTA DE MATERIALES

1 TDA2050 o Lm1875

Resistencias de 1/4w

1 R 33K (naranja, naranja, naranja)

1 R 680 ohmios (azul, gris, caf)

1 R 22K (rojo, rojo, naranja)

1 R 4,7 ohmios (amarillo, violeta, dorado)

Condensadores

1 C 4700 uF / 35v

2 C 220 uF / 35v

1 C 1 uF /35v

2 C 0,1 uF (104) cermicos

1 C 0,1 uF (104) polister

1 C 0,22 uF polister

1 C 22 uF / 35v

Varios

4 Diodos 1N5403 o superior

1 potencimetro de 20K

1 transformador 17x17v 4 Amperios

1 aislante de mica

1 Disipador de aluminio grande

1 Ventilador de 12 voltios

1 terminal de presin para bafle

CLASIFICACION DE MATERIALES

PASIVOS

R1 33K ohmios

R2 680 ohmios

R3 22K ohmios

R4 4,7 ohmios

C1 4700 uF / 35v

C2 220 uF / 35v

C3 1 uF /35v

C4 0,1 uF (104) cermicos

C5 0,1 uF (104) polister

C6 0,22 uF polister

C7 22 uF / 35v

Potencimetro de 20K

Aislantes de mica

Disipador de aluminio grande

Ventilador de 12 voltios

Terminal de presin para bafle

ACTIVOS

TDA2050 o Lm1875

Diodo 1N5403 o superior

Transformador 17x17v 4

Amperios

FUNCIONES DE LOS MATERIALES

R1 33K ohmios: Ganancia de retroalimentacin.

R2 680 ohmios: Ganancia de retroalimentacin.

R3 22K ohmios: Resistencia de impedancia de entrada.

R4 4,7 ohmios: Red de Zobel o bloqueo de Oscilacin.

C1 220 uF / 35v: Derivacin de la tensin de la alimentacin +Vcc.

C2 220 uF / 35v: Derivacin de la tensin de la alimentacin Vcc.

C3 1 uF /35v: Desacople de entrada DC.

C4 0,1 uF (104) cermicos: Derivacin de tensin de alimentacin -Vcc.

C5 0,1 uF (104) polister: Derivacin de la tensin de la alimentacin +Vcc.

C6 0,22 uF polister: Desacople de entrada DC.

C7 22 uF / 35v: Derivacin de la tensin de la ganancia.

Potencimetro de 20K: Regular la ganancia de amplificacin.

Aislantes de mica: Evitar el sobrecalentamiento.

Disipador de aluminio grande: Aumentar la superficie de contacto de

elementos disipadores de calor.

Ventilador de 12 voltios: Proporcionar enfriamiento al sistema.

Terminal de presin para bafle: Conectores para salidas de parlantes

TDA2050 o Lm1875: Amplificador de potencia clase AB.

Diodo 1N5403 o superior: Convertir en DC el voltaje proveniente de la Red.

Transformador 17x17v 4 Amperios: Reducir voltaje de la Red.

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

Resistencias:

Potencia: W Precio: $0.04 Tolerancia: 10% Tamao: Estndar Material: Filamento de carbono

Condensadores:

Voltaje: 35V Precio: $0.30 - $1.80 Tolerancia: 10% Temperatura de operacin: -55 a 85 C Factor de Disipacin: 1%

Potencimetro:

Material: Filamento de carbono Tolerancia: 20% Accionamiento: Mediante eje Capacidad 20K

Precio: $1

Aislante de mica:

Constante Dielctrica (r): Entre 5 y 8 Tensin de Perforacin: 1000KV/cm

Disipador de aluminio:

Material: Aluminio

Tamao: Grande

Tipo de disipacin trmica: Conveccin

Ventilador de 12V:

Tamao: Estndar

Voltaje: 12V

Velocidad: 500RPM

Numero de pines: 2

TDA 2050:

Tipo de Circuito: Monoltico

THD: 10%

Vs: 18V

F: 1KHz

Tecnologa: CMOS

Diodo 1N5403

Vmax: 300V

Imax: 3A

Tipo: Rectificador

Iinversa: 500uA

Temperatura de Operacin: -50 a 150 C

Transformador 17x17v 4 Amperios

Tipo de Ncleo: Cerrado de Acero

Devanados: Enrollados

Tipo de transformador: Reductor

Corriente de salida: 4A

Voltaje de salida: 34V

Voltaje de Entrada: 127V