Amplificador de potencia LM3886, doble o puente (mejorado): 11 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Un amplificador compacto de doble potencia (o puente) es fácil de construir si tienes algo de experiencia en electrónica. Solo se requieren algunas piezas. Por supuesto, es incluso más fácil construir un amplificador mono. Los temas cruciales son la fuente de alimentación y la refrigeración.

Con los componentes que he usado, el amplificador puede entregar aproximadamente 2 x 30-40W en 4 ohmios, y en el modo puente 80-100 W en 8 ohmios. La corriente del transformador es el factor limitante.

El amplificador está ahora (2020-10-17) rediseñado con ambos canales sin inversión en modo dual. Esto también hace posible tener una entrada de alta impedancia si es necesario.

Paso 1: Diseño electrónico

La historia es esta; En Suecia tenemos estaciones municipales de basura y reutilización. Aquí es donde dejas todas las cosas de las que quieres deshacerte (no el desperdicio de comida). Así que en el contenedor de dispositivos electrónicos encontré algo que parecía un amplificador casero. Lo corté (porque no está permitido tomar, solo salir). Cuando llegué a casa, comprobé qué era y descubrí que el amplificador de potencia IC era el LM3875 realmente popular. Empecé a construir mi propio amplificador de guitarra con él, pero las patas del IC eran cortas y algo dañadas, así que al final tuve que rendirme. Intenté conseguir uno nuevo, pero lo único a la venta fue el sucesor, el LM3886. Compré dos y empecé en serio. La idea era construir un amplificador de potencia de guitarra compacto, usando dos LM3886: s, ya sea para dos canales o en un circuito puente. En mi propio montón de chatarra tenía un disipador de calor de CPU y un ventilador de PC, por lo que la idea era usar el disipador de calor y el ventilador para construir un amplificador sin disipador de calor externo.

Paso 2: Diseño electrónico (amplificador de potencia)

El diseño del amplificador de potencia es realmente sencillo y sigue el ejemplo de la hoja de datos en la nota de aplicación absolutamente excelente AN-1192 de Texas Instruments, que debería ser su biblia si desea utilizar el LM3886.

El circuito superior es el amplificador no inversor con la ganancia de 1 + R2 / R1. El amplificador inferior se invierte con la ganancia de R2 / R1 (donde R2 es la resistencia de retroalimentación). Para un diseño de puente, el truco consiste en obtener los valores de la resistencia para que ambos circuitos tengan la misma ganancia. Usando principalmente resistencias estándar (algunas resistencias de película metálica) y midiendo la resistencia exacta, pude encontrar combinaciones que funcionaron. La ganancia del circuito no inversor es 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25 y la ganancia inversora es (132, 8 + 3, 046) / 1, 015 = 45, 27. Introduje un interruptor de ganancia (SW1) para poder aumentar la ganancia. Reduce el valor R1 para obtener una ganancia cuatro veces mayor.

Circuito no inversor: 1, 001 k en paralelo con 3, 001 k da (1 * 3) / (1 + 3) = 0, 751 ohmios. Ganancia = 1+ 132, 8/0, 75 = 177, 92 = 178

La ganancia inversora es 179, 1 = 179, ¡aceptable!

La pequeña (y gratuita) aplicación "Rescalc.exe" puede ayudarlo con los cálculos de resistencia (en serie y en paralelo).

Quería poder usar los dos amplificadores por separado, por lo que se necesitaba un interruptor (SW2) para cambiar entre estéreo y puente.

El interruptor SW2 controla el modo dual / puente. En la posición de "puente", el amplificador B está configurado para invertir, la entrada positiva está conectada a tierra y la salida del amplificador A reemplaza la tierra en la salida B.

En modo dual, ambos amplificadores funcionan en modo sin desvío. SW1C reduce la ganancia para que los amplificadores A y B tengan la misma ganancia.

Las tomas de entrada de teleobjetivo están conectadas de modo que cuando no hay ninguna clavija en la toma A, la señal se envía tanto al amplificador A como al amplificador B (mono dual).

En el modo de ganancia baja 1, el voltaje de entrada de pico a pico de 6 V proporciona una salida máxima (70 V pp), y se requieren 0,4 V en el modo de ganancia alta.

Paso 3: Diseño electrónico (fuente de alimentación)

La fuente de alimentación tiene un diseño sencillo con dos condensadores electrolíticos grandes y dos condensadores de lámina y un puente rectificador. El rectificador es el MB252 (200V / 25A). Está montado en el mismo disipador de calor que los amplificadores de potencia. Tanto el rectificador como el LN3686 están eléctricamente aislados, por lo que no se necesita aislamiento adicional. El transformador es el transformador toroide de 120VA 2x25V del amplificador que encontré en el montón de chatarra. Puede suministrar 2, 4A, que en realidad es un poco bajo, pero puedo vivir con eso.

En la sección 4.6 de AN-1192, la potencia de salida se proporciona para diferentes cargas, voltajes de alimentación y configuraciones (simple, paralelo y puente). La razón por la que decidí implementar el diseño del puente fue principalmente porque tenía un transformador que no se podía usar en un diseño paralelo debido al bajo voltaje. (El circuito paralelo de 100W requiere 2x37V pero el diseño del puente funciona con 2x25V).

La pequeña aplicación "PSU Designer II" de Duncan Amps es muy recomendable si desea realizar un cálculo serio de los valores del transformador.

Paso 4: Diseño electrónico (regulador reductor y control del ventilador)

El requisito del ventilador a máxima velocidad es 12V 0, 6A. La fuente de alimentación proporciona 35V. Rápidamente descubrí que el regulador de voltaje estándar 7812 no funcionará. El voltaje de entrada es demasiado alto y la disipación de potencia de (aproximadamente) 20 V 0, 3 A = 6 W requiere un disipador de calor grande. Por lo tanto, diseñé un regulador reductor simple con un 741 como controlador y el transistor PNP BDT30C funcionando como un interruptor, cargando un capacitor de 220uF al voltaje de 18V, que es una entrada razonable para el regulador 7812 que proporciona energía al ventilador. No quería que el ventilador funcionara a máxima velocidad cuando no era necesario, así que diseñé un circuito de ciclo de trabajo variable (modulación de ancho de pulso) con un temporizador 555 IC. Usé una resistencia NTC de 10k de una batería de computadora portátil para controlar el ciclo de trabajo del temporizador 555. Está montado en el disipador de calor IC de potencia. La olla de 20k se utiliza para ajustar la velocidad baja. La salida del 555 es invertida por el transistor NPN BC237 y se convierte en la señal de control (PWM) del ventilador. El ciclo de trabajo cambia del 4, 5% al 9% de frío a cálido.

El BDT30 y el 7812 están montados en un disipador de calor independiente.

Tenga en cuenta que en el dibujo dice PTC en lugar de NTC (coeficiente de temperatura negativo), en este caso de 10k a 9, 5k cuando pongo mi dedo en él.

Paso 5: el disipador de calor

Los amplificadores de potencia, el rectificador y la resistencia PTC están montados en la placa de cobre del disipador de calor. Perforé agujeros e hice roscas para los tornillos de montaje con una herramienta de rosca. El pequeño veroboard con los componentes del amplificador de potencia está montado en la parte superior de los amplificadores de potencia para asegurar un cableado lo más corto posible. Los cables de conexión son los cables rosa, marrón, lila y amarillo. Los cables de alimentación son de mayor calibre.

Observe el pequeño soporte de metal junto al cable rojo en la esquina inferior izquierda. Ese es el único punto de tierra central del amplificador.

Paso 6: Construcción mecánica 1

Todas las partes principales están montadas en la base de vidrio de plexiglás de 8 mm. La razón es simplemente que lo tenía y pensé que sería bueno ver las partes. También es fácil realizar roscas en el plástico para el montaje de los diferentes componentes. La entrada de aire está debajo del ventilador. El aire se fuerza a través del disipador de calor de la CPU y sale a través de las ranuras debajo del disipador de calor. Las ranuras en el medio fueron un error y están llenas de plástico con una pistola de pegamento.

Paso 7: amplificador sin la carcasa

Paso 8: Construcción mecánica 2

El panel frontal está hecho de dos capas; una placa de acero delgada de una PC y un trozo de plástico verde menta que quedó cuando hice un nuevo golpeador para mi Telecaster.

Paso 9: Panel frontal desde el interior

Paso 10: carcasa de madera

La carcasa está hecha de madera de aliso de un árbol que cayó en una tormenta. Hice algunas tablas con un cepillo de carpintero y las pegué para obtener el ancho requerido.

Los recortes en la carcasa se hacen con un enrutador de madera eléctrico.

Los lados, la parte superior y el frente están pegados, pero también aseguré la construcción con tornillos a través de las piezas pequeñas en las esquinas.

Para poder quitar la carcasa de madera, la parte trasera se sujeta por separado con dos tornillos.

Las piezas de plástico gris tienen roscas para los tornillos de 4 milímetros para la parte inferior y la trasera.

La pequeña pieza gris en la esquina es un pequeño "ala" que bloquea el panel frontal para que no se doble hacia adentro cuando conecte las tomas telefónicas.

Paso 11: la parte trasera del amplificador

En la parte posterior se encuentra la entrada de red, el interruptor de encendido y un conector (no utilizado) para la alimentación del preamplificador.