Basados en nuestro amplificador de 100W versión 3.0, hemos desarrollado éste excelente amplificador de 500W por salida.
Armado de la fuente simétrica
Los amplificadores de altas potencias no llevan la fuente rectificadora incluida en la misma tarjeta. Por lo regular va aparte. Se divide el amplificador por módulos, que permiten analizar y medir cada parte de manera independiente. Esto facilita su mantenimiento y encontrar un problema.
La fuente que usamos en este amplificador es de 6 condensadores y un puente de diodos de buen amperaje, que supere los 30 amperios. Ésta fuente se encuentra en nuestro artículo de Fuentes simétricas de diferentes tamaños.
Ensamble de la fuente
La construcción de ésta fuente simétrica es bastante simple. Sus componentes son muy pocos y fáciles de conseguir. Lo primero es colocar los dos puentes o (jumpers) que comunican la entrada del TAP central del transformador, con el tierra de la fuente. Deben ser alambres gruesos para que soporten buena corriente.
Luego de esto se colocan los condensadores de 0.1 uF (104) a 250V que irán alrededor del puente de diodos. Estos condensadores se encargan de limpiar posibles “Rizos” de corriente. A continuación se coloca el puente de diodos que es de 50 amperios. Puede que a algunos les parezca algo exagerado el puente, si se supone que el amplificador consume unos 20 amperios como máximo. Lo que pasa es que hoy en día a mi país están importando los puentes de diodos de muy mala calidad y he encontrado puentes de 35 amperios que sólo soportan 18 o 20 amperios. Entonces para estar seguro es mejor usar un puente bien alto y así evitar que se queme.
Los condensadores de la fuente
Para terminar nuestra fuente simétrica de alta potencia debemos colocar los conectores de entrada y salida de voltaje y por último los condensadores. En esta ocasión usamos 6 condensadores de 5800 uF a 80 voltios. Si desea puede usar condensadores un poco más altos y asegurar una buena respuesta de bajos.
Quiero aclarar que muchos me preguntan que si entre más condensadores se aumentan los bajos? NO, eso no es cierto. La realidad es que si los condensadores son de muy pocos microfarádios se pierden bajos y calidad de sonido en alto volumen. Pero cuando se tienen los condensadores adecuados, ya no van a aumentar los bajos más de lo que el diseño del amplificador entregue. Así que si a un amplificador que requiere 15.000 uF en su fuente le colocamos 30.000, simplemente estaremos perdiendo dinero.
Mediciones de la fuente
Cuando la fuente está terminada y la hemos revisado, se deben lavar sus pistas con thinner y un cepillo de dientes para retirar todos los residuos de soldadura y grasa que hayan podido quedar. Luego de esto se revisa a contra luz y procedemos a hacer las mediciones. Para poder hacer las mediciones con tranquilidad se debe usar un Circuito Serie con un bombillo incandescente o halógeno de 100W. Este Circuito Serie nos dice; si tanto la fuente como el transformador están en buenas condiciones y no están en corto.
En este caso hemos reciclado un Transformador toroidal que tiene un voltaje de 47+47 voltios AC a 15 amperios como mínimo. Es algo bajo el voltaje para nuestro amplificador de 1000W, pero había que usarlo porque estaba a la mano y tiene buenos amperios. Además como la idea era trabajar este amplificador a 2 ohmios, con un transformador como este, no habría recalentamiento alguno.
Midiendo la salida DC de la fuente
Con el multímetro en la escala de voltaje DC medimos las salidas de voltaje. Tengamos en cuenta que si tenemos 47 voltios AC en el transformador y los multiplicamos por raíz de 2 que es 1.4141, obtendremos un voltaje de 66.4 voltios DC. Pero como el puente de diodos consume 2 amperios, tenemos 64.4 voltios. Ahora bien, como siempre hay pérdidas de tensión, vemos que el voltaje nos dio 63.1 voltios DC. Esto es normal. Lo importante es que los voltajes sean totalmente simétricos, con una diferencia no mayor a 200 milivoltios. Si la medición no coincide, revise el circuito impreso. Mida el puente y cada condensador y por supuesto el transformador.
Para el caso de usar el transformador ideal de 55+55V AC, tendremos que: 55 x 1.4141 = 79.2V DC. Menos 2 voltios de los diodos = 77V DC y más las pérdidas, deberá estar midiendo unos 75V DC. Así que siempre haga los cálculos antes de medir su fuente y No espere que le den voltajes idénticos a los mostrados aquí.
NOTA: Tenga en cuenta que lograr la potencia de 500W por canal en 4 ohmios requiere un transformador de 55+55 voltios, 15 amperios en adelante y componentes de muy buena calidad. Lo primero es que los transistores de potencia sean originales. Cuando se quieren trabajar impedancias más bajas manteniendo el voltaje, se requiere colocar más transistores en paralelo. Así que en éste caso lo que hicimos fue bajar el voltaje un poco.
Mediciones de la tarjeta amplificadora
Aunque se supone que la persona que se encamine a hacer este proyecto ya debe saber hacer mediciones y rastrear problemas en amplificadores, haremos una repaso de las mediciones principales.
La primera medición es revisar la salida a parlante del amplificador. Esta medición sirve para saber si hay corto en los transistores de salida o en los impulsores. También descartar problemas de tarjeta o algún componente de la Red de zobel.
Se coloca el multímetro en la escala de continuidad. Se mide colocando las puntas en los pines de salida del amplificador. La medición se hace en ambas direcciones y debe dar infinito (un 1 a la izquierda), quiere decir que no debe haber continuidad ni impedancias bajas. Si llegase a haber un corto o una impedancia, debe revisar y medir cada transistor, el circuito impreso y los componentes más cercanos a la salida. Estudie nuestra sección de Recomendaciones.
Entradas de alimentación DC del amplificador
Como la fuente de alimentación está aparte de las etapas amplificadoras, debemos comprobar que las entradas donde irá conectada la fuente están en perfecto estado. Con el multímetro en la escala de continuidad se debe medir entre la entrada positiva y tierra y entre la entrada negativa y tierra. invierta las puntas en ambos casos.
No debe haber impedancias o cortos en estas mediciones. Debe medir infinito (un número 1 a la izquierda). En el caso de que haya impedancias bajas o corto, revise todo el circuito impreso y mida los componentes, sobre todo los transistores de potencia. En muchos casos son problemas en el circuito impreso o un componente defectuoso.
Mediciones en caliente
Cuando hablamos de mediciones en caliente nos referimos a hacer mediciones con el circuito alimentado. Lo primero es conectar la fuente a una sola etapa amplificadora (No se prueban las dos etapas a la vez). Revisamos que la conexión esté correcta, es decir que el voltaje positivo de la fuente vaya a la entrada de voltaje positiva, el negativo esté conectado a la entrada negativo y el tierra con el tierra.
Se conecta el transformador a la fuente y éste se alimenta con la corriente de la red pública mediante un Circuito serie que se hace con un bombillo incandescente o halógeno de 100W.
Si el circuito está en perfecto estado y ensamblado correctamente, el bombillo solo prenderá por un segundo y se apagará inmediatamente. Pero si el bombillo se queda encendido plenamente, es porque el circuito está en corto. Seguramente tenemos un componente defectuoso o hay algo mal ensamblado.
Medición o ajuste de BIAS
El ajuste de BIAS consiste en regular la intensidad de corriente que circula por los transistores de salida, al momento que el amplificador se encuentra en estado de reposo.
En algunos amplificadores es preciso hacer el ajuste de BIAS de manera manual. Nuestra intención es compartir amplificadores que puedan ser ensamblados por aficionados o personas con conocimiento medio en electrónica. La mayoría de nuestros amplificadores ya tienen ajustadas las BIAS mediante dos diodos comunes (D2 y D3) y una resistencia de 10 ohmios (R15). Sin embargo es importante verificar que sí están bien ajustadas.
Para esto se coloca el multímetro en la escala de voltaje continuo. Se coloca la punta negra en tierra y la punta roja en el ánodo del diodo (D3), que es el que está unido al colector del A940 (Q1) y la resistencia de 100 ohmios. Deberá haber un voltaje entre 0.6 y 0.7 voltios. La otra medición se hace en la resistencia de 10 ohmios (R15), en el punto de unión con el colector del C2073 (Q2). De igual manera deberá haber un voltaje entre 0.6 y 0.7 voltios.
Cuando las BIAS tienen un descuadre mayor a 0.2 voltios puede haber distorsión de cruce (crossover). También se pueden presentar calentamiento excesivo y en ciertos casos se puede quemar la etapa de salida del amplificador. Si llegado el caso no se obtienen las mediciones correctas, revise muy bien el circuito y lea nuestra sección de Recomendaciones.
Midiendo la salida a parlante
La última medición obligatoria es la salida a parlante. Con el amplificador alimentado debemos medir la salida. Colocamos al multímetro en la escala de voltaje continuo y medimos. Deberá haber cero voltios (0V).
Si llega a aparecer un voltaje a la salida, posiblemente hay un corto, un transistor defectuoso o un componente invertido. Revise muy bien y mida todo.
Medición de los voltajes de los diodos zener
Una medición que no vemos en las fotos pero que también es importante hacer, es medir los voltajes que alimentan el amplificador operacional TL071. Éste se alimenta en los pines 4 y 7. Se coloca la punta negra en tierra y con la roja medimos en los pines 4 y 7. En el pin 4 debe medir -15V DC y en el pin 7 debe medir +15V DC.
Puede haber una variación de No más de 100 milivoltios. De lo contrario hay que revisar si los diodos zener están bien o las resistencias de polarización de éstos.
Si el voltaje está por debajo de los 14 voltios, quiere decir que el voltaje del transformador es bajo y las resistencias de polarización están muy altas para ese voltaje. Entonces habrá que bajar su valor en ohmios un poco, por ejemplo: si son de 4.7K y el voltaje nos aparece en 13V, debemos usar unas de 3.9K o 3.3K.
NOTA: En algunas ocasiones la medición del voltaje del operacional mide perfectamente, pero al colocar a sonar el amplificador se escucha distorsión en bajo volumen. Esto se debe a que las resistencias de polarización están muy altas para un transformador de poco voltaje y o que no le están llegando los amperios necesarios al circuito integrado. En éste caso también se deben bajar un poco las resistencias polarizadoras de los zener.
Estudie la Ley de watt.
A continuación veremos como se encajan tocas las partes del amplificador en su gabinete.
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