Amplificadores de 40 W a 200 W (ART924S)

Describimos el montaje de varios amplificadores analógicos con transistores bipolares comunes proporcionando diversas potencias, según la configuración. Los amplificadores son de excelente calidad de sonido pudiendo ser usados en sonido doméstico, instrumentos musicales y diversas otras aplicaciones.

    Si bien los amplificadores digitales (Clase D o PWM) tienen un rendimiento mucho mayor y que, además, existen los que prefieren las versiones lineales con MOSFETs de potencia o válvulas, muchos todavía les gustaría montar su propio amplificador bipolar de alta potencia.

    Es para estos que suministramos este artículo que aborda la construcción de 10 versiones diferentes de amplificadores con salidas complementarias usando transistores bipolares y más un preamplificador que se adapta a todos.

   Los circuitos fueron adaptados de documentación antigua con la sustitución de los transistores originales BD645 y BD646 por tipos más fáciles de obtener actualmente como los TIP120 y TIP125.

   Recordamos a los lectores que el trabajo con este tipo de circuito, que implica señales de audio y corrientes intensas, requiere experiencia y habilidad, para obtener el desempeño esperado.

   Las características de estos amplificadores son dadas por la tabla abajo.

   Las características del preamplificador son las siguientes:

(En portugués como en el original)

Como funciona

   Los circuitos presentados poseen configuraciones similares (dos sólo) que, con el cambio de valores de componentes producen potencias diferentes de salida.

      Para cada versión también tenemos tensiones diferentes de alimentación y dos tipos de fuentes recomendadas.

    Otra característica de estos circuitos está en el hecho de tener dos tipos de alimentación.

    Una de ellas tiene fuente simple, exigiendo así en la salida un capacitor electrolítico de alto valor, mientras que tenemos versiones con fuente simétrica que dispensa el uso de este capacitor.

    En la versión con fuente simple tenemos sólo un transistor como preamplificador mientras que en la versión con fuente simétrica usamos un par diferencial como preamplificador de entrada.

   El empleo de transistores Darlington en el paso de salida de las dos versiones simplifica la etapa de excitación que puede utilizar transistores de baja o de media potencia.

      En la versión con fuente simple tenemos sólo un ajuste que es de la corriente de reposo, mientras que en la versión simétrica tenemos un ajuste adicional de la simetría de la señal hecha en el preamplificador.

   También debemos recordar que una garantía del buen rendimiento es también la utilización de transformadores de calidad en la fuente y el uso de disipadores apropiados para los transistores.

   Montaje

   En la figura 1 tenemos entonces la versión (A) para alimentación por fuente simple.

    Figura 1 - Versión A con fuente simple

   Para las diversas potencias que se pueden suministrar, tenemos la tabla abajo que da las tensiones de alimentación, las corrientes de reposo para ajuste y los valores de R2 y R4 que son variables, además de la disipación de R13 y R14.

 

La placa de circuito impreso para esta versión se muestra en la figura 2.

   Figura 2 - Placa para el montaje | Haga click en la imagen para ampliar |

   Observe que los transistores de potencia se montan fuera de la placa y se conectan con hilos gruesos, dado la corriente con la que deben trabajar.

   Estos componentes se deben fijar en disipadores que tengan una pasta térmica entre ellos y el metal del disipador y, además, un aislador.

   Observe que Q3 se pega con epoxi en uno de los disipadores, ya que sirve como sensor de temperatura, regulando la corriente de reposo en su función.

   La fuente de alimentación simple para esta versión se da en la figura 3.

Figura 3 - Fuente simple para la versión A

El transformador depende de la versión, según la siguiente tabla:

 

    Ver que para la versión estéreo tenemos que montar dos amplificadores iguales, uno para cada canal y, con ello, la corriente del transformador dobla.

    En el montaje observe también las posiciones de todos los transistores y diodos.

   Los resistores son todos de 1/8 W con cualquier tolerancia excepto R13 y R14 que tienen disipación conforme a la tabla.

   También tenemos Rx cuyo valor depende de la versión según la siguiente tabla.

 

   Las tensiones de trabajo de los electrolíticos se indican en el diagrama y los altavoces usados deben soportar la potencia de cada versión.

   Para la versión B tenemos la siguiente tabla con las características y valores de los componentes.

 

   Para la versión B, con fuente de alimentación simétrica, tenemos el circuito completo mostrado en la figura 4.

Figura 4 - Circuito para la versión B | Haga click en la imagen para ampliar |

  La placa de circuito impreso para esta versión se muestra en la figura 5.

   Figura 5 - Placa de circuito impreso para la versión B | Haga click en la imagen para ampliar |

   Los cuidados con el montaje son los mismos, sólo debiendo ser observado que R3 y D1 deben quedar recostados uno en el otro y envueltos con una pelota de epoxi de modo que haya acoplamiento térmico, lo que no se muestra en el diseño de la placa.

     Para la versión B la tabla siguiente proporciona los valores de Rx.

 

    En la figura 6 tenemos la fuente de alimentación para la versión B.

Figura 6 - Fuente para la versión B

El transformador es el mismo de la versión A, observándose sólo que el modo de rectificación y filtrado para que se obtienen tensiones positivas y negativas.

  El preamplificador para las dos versiones se muestra en la figura 7.

   Figura 7 - Circuito del preamplificador

  La placa de circuito impreso para el preamplificador se muestra en la figura 8.

Figura 8 - Placa para el preamplificador

    Observe que el circuito incluye un control de equilibrio (balance) para la versión estéreo.

   Los principales cuidados con el montaje son la observación de la posición de los componentes.

   Los resistores son de 1/8 W con cualquier tolerancia y los capacitores cerámicos o de poliéster.

   Los cables de señales de audio deben ser blindados para que no se produzca la captura de ronquidos.

   Ajustes

   Los ajustes son de la corriente de reposo para la versión A y B y el equilibrio para la versión B.

   Para la corriente de reposo utilice un multímetro en la escala de corrientes y ajuste el trimpot a los valores indicados.

   Cuidado con este ajuste, ya que si algo sale mal con el montaje, el instrumento puede sufrir una sobrecarga.

   Por lo tanto, antes de hacer la medida, encienda el amplificador y compruebe que no hay sobrecalentamiento de ningún componente.

   Para el ajuste de la simetría lo ideal es usar un osciloscopio y aplicar en la entrada una señal sinusoidal de 1 kHz.

   En la salida se debe conectar un resistor de 4,7 ohmios x 20 W para servir de carga.