Amplificador de potência LM3886, Dual ou Bridge (aprimorado): 11 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Um amplificador compacto de dupla potência (ou ponte) é fácil de construir se você tiver alguma experiência em eletrônica. Apenas algumas peças são necessárias. Claro que é ainda mais fácil construir um amplificador mono. As questões cruciais são a fonte de alimentação e o resfriamento.

Com os componentes que usei, o amplificador pode fornecer cerca de 2 x 30-40 W em 4 ohms e no modo ponte 80-100 W em 8 ohms. A corrente do transformador é o fator limitante.

O amplificador está agora (2020-10-17) redesenhado com ambos os canais não invertidos em modo duplo. Isso também torna possível ter uma entrada de alta impedância, se necessário.

Etapa 1: Design eletrônico

A história é esta; Na Suécia, temos estações municipais de lixo e reutilização. É aqui que você deixa todas as coisas das quais deseja se livrar (não o desperdício de alimentos). Então, no contêiner de eletrônicos, encontrei algo que parecia um amplificador feito em casa. Eu roubei (porque não é permitido tirar, só sair). Quando cheguei em casa, verifiquei o que era e descobri que o IC do amplificador de potência era o LM3875 muito popular. Comecei a construir meu próprio amplificador de guitarra com ele, mas as pernas do IC eram curtas e um pouco danificadas, então no final eu tive que desistir. Tentei comprar um novo, mas a única coisa à venda era o sucessor, o LM3886. Comprei dois e comecei a sério. A ideia era construir um amplificador compacto de guitarra, usando dois LM3886: s, tanto para dois canais quanto em um circuito em ponte. Na minha própria sucata, eu tinha um dissipador de calor com CPU e um ventilador para PC, então a ideia era usar o dissipador de calor e o ventilador para construir um amplificador sem nenhum dissipador de calor externo.

Etapa 2: Design eletrônico (amplificador de potência)

O design do amplificador de potência é realmente simples e segue o exemplo de folha de dados na nota de aplicação absolutamente excelente AN-1192 da Texas Instruments, que deve ser sua bíblia se você quiser usar o LM3886.

O circuito superior é o amplificador não inversor com ganho de 1 + R2 / R1. O amplificador inferior está invertendo com o ganho de R2 / R1 (onde R2 é o resistor de feedback). Para um projeto de ponte, o truque é obter os valores do resistor de modo que ambos os circuitos tenham o mesmo ganho. Usando principalmente resistores padrão (alguns resistores de filme de metal) e medindo a resistência exata, consegui encontrar combinações que funcionaram. O ganho do circuito não inversor é 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25 e o ganho inversor é (132, 8 + 3, 046) / 1, 015 = 45, 27. Eu introduzi uma chave de ganho (SW1) para poder aumentar o ganho. Reduz o valor R1 para obter um ganho quatro vezes maior.

Circuito não inversor: 1.001 k em paralelo com 3.001 k dá (1 * 3) / (1 + 3) = 0.751 ohm. Ganho = 1+ 132, 8/0, 75 = 177, 92 = 178

O ganho de inversão é 179, 1 = 179, aceitável!

O pequeno (e gratuito) aplicativo "Rescalc.exe" pode ajudá-lo com cálculos de resistência (serial e paralelo)

Eu queria poder usar os dois amplificadores separadamente, então um switch (SW2) para alternar entre estéreo e ponte foi necessário.

O switch SW2 controla o modo dual / bridge. Na posição "ponte", o amplificador B é configurado para inverter, a entrada positiva é aterrada e a saída do amplificador A substitui o aterramento na saída B.

No modo dual, ambos os amplificadores funcionam no modo não-divisor. SW1C diminui o ganho para que os amplificadores A e B tenham ganho igual.

Os conectores tele de entrada são conectados de forma que, quando nenhum plugue estiver no conector A, o sinal será enviado para o Amp A e o Amp B (mono dual).

No modo de baixo ganho 1, a voltagem de entrada pico a pico de 6 V fornece saída máxima (70 V pp) e 0,4 V é necessário no modo de alto ganho.

Etapa 3: Design eletrônico (fonte de alimentação)

A fonte de alimentação é um projeto simples com dois grandes condensadores eletrolíticos e dois condensadores de folha e um retificador de ponte. O retificador é o MB252 (200V / 25A). Ele é montado no mesmo dissipador de calor que os amplificadores de potência. Tanto o retificador quanto o LN3686 são isolados eletricamente, portanto, nenhum isolamento extra é necessário. O transformador é o transformador Toroid 120VA 2x25V do amplificador que encontrei na pilha de sucata. Ele pode fornecer 2, 4A, que na verdade é um pouco baixo, mas posso viver com isso.

Na seção 4.6 do AN-1192, a potência de saída é fornecida para diferentes cargas, tensões de alimentação e configurações (simples, paralelo e ponte). A razão pela qual decidi implementar o projeto da ponte foi principalmente porque eu tinha um transformador que não podia ser usado em um projeto paralelo devido à baixa tensão. (O circuito paralelo de 100 W requer 2x37V, mas o projeto da ponte funciona com 2x25V).

O pequeno aplicativo "PSU Designer II" da Duncan Amps é altamente recomendado se você deseja fazer um cálculo sério dos valores do transformador.

Etapa 4: Projeto Eletrônico (Regulador Abaixador e Controle do Ventilador)

O requisito do ventilador em velocidade total é 12 V 0, 6 A. A fonte de alimentação fornece 35V. Eu descobri rapidamente que o regulador de tensão padrão 7812 não funcionava. A tensão de entrada é muito alta e a dissipação de energia de (aproximadamente) 20 V 0, 3 A = 6 W requer um grande dissipador de calor. Portanto, projetei um regulador abaixador simples com um 741 como controlador e o transistor PNP BDT30C funcionando como uma chave, carregando um capacitor de 220uF para a tensão de 18 V, que é uma entrada razoável para o regulador 7812 que fornece energia para o ventilador. Eu não queria que o ventilador funcionasse em velocidade máxima quando não fosse necessário, então projetei um circuito de ciclo de trabalho variável (modulação por largura de pulso) com um CI 555 temporizador. Usei um resistor NTC de 10k de uma bateria de laptop para controlar o ciclo de trabalho do temporizador 555. Ele é montado no dissipador de calor de energia IC. O potenciômetro de 20k é usado para ajustar a baixa velocidade. A saída do 555 é invertida pelo transistor NPN BC237 e se torna o sinal de controle (PWM) para o ventilador. O ciclo de trabalho muda de 4,5% a 9% de frio para quente.

O BDT30 e o 7812 são montados em um dissipador de calor separado.

Repare que no desenho diz PTC em vez de NTC (coeficiente de temperatura negativo), neste caso de 10k a 9,5k quando coloco o dedo nele.

Etapa 5: o dissipador de calor

Os amplificadores de potência, o retificador e o resistor PTC são montados na placa de cobre do dissipador de calor. Fiz furos e fiz roscas para os parafusos de montagem usando uma ferramenta de rosca. O pequeno veroboard com os componentes para o amplificador de potência é montado em cima dos amplificadores de potência para garantir o menor cabeamento possível. Os cabos de conexão são os cabos rosa, marrom, lilás e amarelo. Os cabos de alimentação são de bitola superior.

Observe o pequeno suporte de metal ao lado do cabo vermelho no canto esquerdo inferior. Esse é o único ponto de aterramento central para o amplificador.

Etapa 6: Construção Mecânica 1

Todas as peças principais são montadas na base de vidro plexiglass de 8 mm. A razão é simplesmente que eu tinha e achei que seria bom ver as peças. Também é fácil fazer roscas no plástico para a montagem dos diferentes componentes. A entrada de ar está sob o ventilador. O ar é forçado a passar pelo dissipador de calor da CPU e sair pelas fendas sob o dissipador de calor. As fendas no meio foram um erro e são preenchidas com plástico de uma pistola de cola.

Etapa 7: Amplificador sem o case

Etapa 8: Construção Mecânica 2

O painel frontal é feito de duas camadas; uma fina placa de aço de um PC e um pedaço de plástico verde-menta que sobrou quando fiz um novo pickguard para minha Telecaster.

Etapa 9: painel frontal por dentro

Etapa 10: Caixa de Madeira

A caixa é feita de madeira de amieiro de uma árvore que caiu durante uma tempestade. Fiz algumas pranchas com uma plaina de carpinteiro e colei-as para obter a largura necessária.

Os recortes da caixa são feitos com fresadora elétrica para madeira.

As laterais, o topo e a frente são colados, mas também fixei a construção com parafusos através das pequenas peças nos cantos.

Para poder remover o invólucro de madeira, a parte traseira é fixada separadamente no lugar por dois parafusos.

As peças de plástico cinza têm roscas para os parafusos de 4 milímetros na parte inferior e traseira.

A pequena peça cinza no canto é uma pequena "asa" que trava o painel frontal para que ele não dobre para dentro quando você conecta os conectores tele.

Etapa 11: a parte traseira do amplificador

Na parte de trás está a entrada principal, o interruptor de alimentação e um conector (não usado) para alimentação do pré-amplificador