Bogotá, 02 de diciembre de 2016
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CONSTRUYA UN AMPLIFICADOR ESTEREO DE 400 WATTS

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Presentamos un amplificador de audio estéreo de 400 vatios, de configuracion complementaria. utiliza transistores NPN y PNP. Como utiliza 4 transistores por cada una de las salidas (2 PNP y 2 NPN), se puede trabajar a 4 ohmios. Esto quiere decir que podemos colocarle 4 parlantes de 8 ohmios en total (2 parlantes en paralelo por canal). Otra de sus grandes virtudes es su gran potencia y baja distorsión armónica, que lo hace ideal para videorockolas o uso doméstico.

NOTA: Si no tiene experiencia en el ensamble de circuitos electrónicos, le recomendamos comenzar con el amplificador de 30 Vatios que se encuentra en nuestra sección de Proyectos.
Este amplificador ha sido probado satisfactoriamente. El éxito o fracaso en el ensamble de este proyecto, depende de las bases y experiencia en electrónica que usted tenga. No podemos dar garantía de la calidad y metodología de su trabajo, a la hora de hacer este o cualquiera de los circuitos de nuestro sitio Web. El costo aproximado de este proyecto 80 dólares, siempre y cuando se fabrique el transformador.

 

Lea cuidadosamente este artículo y al final podrá descargar el archivo PDF con el diagrama eléctrico, circuito impreso y lista de materiales.
Después de descargar el archivo PDF, podrá hacer el circuito impreso (PCB) sobre baquelita o fibra, mediante la técnica de serigrafía o planchado.
Si no desea hacerlo usted mismo, recomendamos la empresa MicroledPCB, que hace muy buenos impresos. Escribales al correo electronico [email protected] o al celular 314 200 75 96.
La medida del impreso de este amplificador es 21.3 cm x 15.1 cm. Recuerde configurar bien la impresora para que la impresión salga al tamaño correcto. Si así lo desea, también puede imprimir la máscara de componentes sobre el lado superior de la baquelita.

 

El Transformador que usamos en el prototipo que mostramos en el video es un transformador 33-0-33 voltios AC, con TAP central, y al medir de extremo a extremo marca 66 voltios AC. Esto nos da una potencia total de 300W (150W) por canal.
Si queremos obtener los 400W reales (200W por canal), debemos usar un transformador de 40-0-40 voltios AC.
La razón por la que hicimos el proyecto con un transformador de un voltaje mas bajo, fue pensando en las personas que no tienen el dinero suficiente para un transformador grande. Así tendríamos una versión económica y también una más costosa, que proporciona mejor rendimiento.

En caso de conseguir un transformador de un voltaje muy alto, de más de 45+45V AC y quiere acondicionarlo, puede quitarle unas vueltas de alambre, hasta obtener el voltaje adecuado para este amplificador; o aun mejor, construir otro amplificador que utilice más voltaje, como nuestro Amplificador estereo de 500W, que utiliza un transformador de 55+55V.
La corriente ideal para lograr un buen desempeño de este amplificador, es de 12 amperios. Recuerde que esto también depende de los transistores que utilice a la salida. En caso de usar transistores 2SC5200 y 2SA1943, estos necesitan una corriente mínima de 1 amperio, por lo tanto le recomendamos usar un transformador de al menos 8 o 10 amperios.

Para la construcción de este transformador, usamos un núcleo de 3.8 centímetros, por 6 cm, que entrega una potencia aproximada de 519W. Esto se hace pensando en las posibles pérdidas por corrientes de foucault. En los países que tienen un voltaje en la red pública de 120 voltios, se deben enrollar 221 vueltas de alambre calibre 19 en el devanado primario y 122 vueltas de alambre calibre 14 en el secundario. Recuerde que este transformador por tener TAP central, se hace necesario detenerse a la mitad de vueltas del secundario y soldar un cable de salida, antes de dar la otra mitad de vueltas de alambre. LA otra forma es enrollar 61 vueltas en alambre doble, tal como se muestra en nuestro video de Cómo hacer un transformador.
El número de vueltas de alambre pueden variar dependiendo del núcleo que consiga. (Lea nuestro artículo de calculo de transformadores). Para los países que tiene un voltaje de 220 en la red publica, es necesario dar 405 vueltas en el devanado primario y el calibre de este, baja a 22. El devanado secundario es igual para los dos casos.

Después de fabricar el circuito impreso, proceda a colocar todas las resistencias. Es importante saber leer resistencias (código de colores de las resistencias), de lo contrario se dificulta el trabajo, aumentando las posibilidades de fracasar en el proyecto.

Las resistencias se usan básicamente para limitar o derivar la corriente en los circuitos. Están compuestas básicamente de materiales conductores y resistivos, con un ajuste en la proporción de uno y otro, logrando así los valores deseados de resistencia.
En este caso las funciones de las resistencias son variadas. Unas se encargan de la ganancia del amplificador, otras polarizan los transistores y otras son de protección del circuito.

 

 

Proceda a colocar los Diodos 1N4004, doble sus terminales y colóquelos teniendo en cuenta la dirección mostrada en la máscara de componentes. Luego proceda a soldar. El diodo es un componente electrónico con dos terminales el cual se comporta de manera ideal como un interruptor común con la particularidad, que solo puede conducir en una dirección.
Observe los diodos colocados. Los dos primeros diodos de izquierda a derecha se encargan de polarizar el transistor A1015 que hará las veces de regulador del par diferencial.
Los otros tres diodos que se observan a la derecha de la foto se encargan de la regulación de BIAS. Se llama ajuste de BIAS, a la regulación de la intensidad que circula por los transistores de salida cuando el amplificador se encuentra en reposo.
Para verificar que las BIAS están correctas se debe medir, colocando la punta negra del multímetro en tierra, y la roja en el ánodo del primer diodo. Luego en el cátodo del tercer diodo. Deberá medir entre 0.7 y 0.8 voltios.
Para ver mejor los detalles, de clic sobre la imagen.

 

Coloque los diodos de 6 amperios, midiendolos antes de doblar sus terminales, para que no entren forzados en el circuito impreso. Recuerde instalarlos con la guía de la máscara de componentes y dejarlos ligeramente levantados de la tarjeta, ya que estos calientan un poco, cuando el amplificador está funcionando en alto volumen.
La función de estos 4 diodos es la de conformar un puente rectificador, que acompañados de los dos condensadores de 6.800 uF, forman una fuente rectificadora simétrica o dual.
Antes de colocar los diodos es importante medirlos con el multímetro, para verificar que estén en buen estado. También verifique que sean diodos normales y no de alta frecuencia. Alguna vez me dieron en la tienda de electrónica unos diodos de alta frecuencia y me tuvieron un par de horas buscando el problema. El amplificador se mantenía en corto y hasta que no cambié los 4 diodos no pude hacerlo funcionar.

 

 

Para colocar los puentes o jumpers, mida la distancia sobre el circuito impreso (PCB), luego doble un trozo de alambre sobrante a la distancia requerida, haciendo que case en los orificios. luego se acomoda en su sitio y se suelda.

El puente o jumper, no es más que un conductor de alambre usado para el paso de la corriente por encima de la tarjeta. Esto se hace necesario en caso de no ser posible unir las pistas por la parte inferior, al momento de hacer el diseño del circuito impreso.

 

 

Coloque los transistores A1015, teniendo en cuenta la posición mostrada en la máscara de componentes. El primer transistor de izquierda a derecha se encarga de regular el voltaje que llega a los otros dos transistores. Estos transistores están en una configuración llamada “Par diferencial”. Consiste en que los emisores están unidos por sus emisores y reciben un voltaje positivo DC. La señal entra por la base de un transistor y la ganancia se regula por la base del otro transistor. Los dos transistores entregan señal por sus colectores, a cada transistor de la siguiente etapa, también conocidos como pre-excitadores.
Al medir el voltaje DC en la unión de los emisores de los A1015, debe dar 0.7 voltios aproximadamente.

Hoy en día los transistores A1015 son falsificados con regularidad. Esto hace que nuestro amplificador trabaje mal. Debemos garantizar que los transistores sean originales. Para esto es necesario medir el BETA o hFE de cada transistor. En el caso de los A1015, el hFE debe ser de 180 o menor. Si llegase a ser mayor, muy seguramente son falsificados. Puede aprender a medir el hFE de un transistor en nuestro artículo de Manejo del multímetro.

NOTA: Cuando se hace imposible conseguir el A1015 con el hFE de menos de 180,  puede reemplazarlo con  2N5401, que es un transistor muy bueno y muy utilizado en amplificadores de potencia. El problema es que el colector y la base están invertidos de posición, con respecto al A1015. El emisor sí se encuentra en el mismo sitio.
Así que para poder usarlos debemos intercambiar los terminales base y colector. Esto demuestra que es posible reemplazar un transistor por otro que en teoría no es el reemplazo. En las tiendas de electrónica siempre nos ofrecen un reemplazo que tenga exactamente la misma distribución de pines y a veces lo que ofrecen es igual o peor de malo que el que buscamos.
La manera correcta de buscar un reemplazo es buscando un transistor que tenga un comportamiento similar, (voltaje, amperaje, hFE, etc), y si su distribución de pines no coincide, simplemente los organizamos al momento de colocarlo.

Coloque los transistores TIP41C y TIP42C. Recuerde instalarlos en posición correcta, siguiendo la guía de la máscara de componentes.

El TIP41C (NPN) y el TIP42C (PNP) son transistores de silicio epitaxial, que es el componente principal de los transistores de potencia. Están montados en una capsula A-220, de plástico. Se usan para aplicaciones de media potencia lineal, como impulsores y en conmutación. Estos transistores son complementarios entre sí.
Si desea aumentar la potencia de éste amplificador, puede alimentarlo con un Transformador de hasta 44-0-44 VAC, pero antes deberá cambiar los TIP41 y TIP42, por los transistores C2073 (NPN) y A940 (PNP), o por los transistores A1837 (PNP) y C4793 (NPN) que soportan más voltaje. También deberá cambiar los transistores de salida, por los 2SC5200 (NPN) y 2SA1943 (PNP).

 

Coloque los condensadores de 0.1 microfaradios. Estos no tienen polaridad. Se encuentran 4 de estos condensadores; dos de estos están en paralelo con los voltajes  de alimentación, evitando corriente de rizado y los otros dos son parte de la RED de Zobel o protección de oscilación.

Un condensador está formado por dos placas separadas por un aislante llamado dieléctrico. La principal función de los condensadores es la de almacenar energía eléctrica en forma temporal. Los condensadores de poliéster son mas precisos que los condensadores cerámicos.

 

 

Coloque los condensadores electrolíticos,  tenga en cuenta la posición dada en la mascara de componentes, puesto que estos sí tienen polaridad.

Los dos condensadores que se aprecian en la fotografía tienen como función: El de 2.2uF es el desacople de entrada de señal. Este se encarga de no dejar pasar corriente parasitas DC al amplificador y viceversa y puede ser variado su valor, desde 1uF, hasta 4.7 uF.
El otro condensador de 47uF, es el condensador de derivación de tensión de la ganancia.

 

 

 

Coloque los condensadores de 330 picofaradios. Estos protegen el amplificador de posibles oscilaciones de alta frecuencia.

Si no consigue estos condensadores, puede usar de 270 picofaradios. La medida picofaradio, equivale a una billonésima de faradio (0.000000000001 F).

En el código japonés de condensadores se escribe 331. (ver nuestro curso básico de electrónica).

 

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