Construya un Amplificador de 90 Watts

Amplificador monofónico que puede ser usado con el preamplificador de guitarra eléctrica, de bajo eléctrico o el filtro pasa bajos, entre otros.

Presentamos un amplificador de audio de 90 Watts monofónico. Puede ser usado en infinidad de proyectos, tales como; el preamplificador de guitarra eléctrica, el preamplificador para bajo eléctrico o el filtro pasa bajos. Si desea hacer este amplificador estéreo, al final de este artículo encontrará el enlace a una versión estéreo y de respuesta plana.
Hemos diseñado el circuito impreso de este amplificador con su fuente incluida. Usamos un doblador de tensión, para no tener que conseguir un transformador con TAP central. Sin embargo, en el archivo PDF que se puede descargar a final de este artículo, entregamos un PCB adicional, con fuente simétrica.

Una de las grandes cualidades de este amplificador de sonido, es su sencillez. Los componentes que acompañan el circuito integrado TDA7294 son muy pocos, sin contar que son muy económicos. En Colombia los amplificadores que usan el TDA7294 son muy populares entre los fabricantes de videorockolas, ya que es un integrado de buena potencia, económico, durable y resistente a los malos tratos.

El TDA7294 es un circuito integrado monolítico de 15 patas. Es un diseño de amplificador de audio clase AB, utilizado en aplicaciones de alta fidelidad. Gracias a su amplia gama de voltajes en los que puede operar y a la capacidad de soportar altas corrientes, el TDA7294 puede trabajar con cargas de 4 Ohmios u 8 Ohmios, incluso con mala regulación y con una tensión alta de alimentación de rechazo. El TDA7294 incorpora la función de (muting), por medio de una tensión de media onda. Ésto para evitar ruidos de encendido y apagado.

Características del TDA7294

Funciona con una amplia gama de voltajes,  (hasta± 40V)
Etapa de potencia DMOS
Alta potencia de salida (hasta 90W)
Silencio / función de STAND-BY
Baja distorsión
Bajo ruido
Protección de cortocircuito
Apagado térmico

Características eléctricas  Circuito probado con un voltaje = ± 35V , RL= 8 Ohmios , GV = 30 dB ;
Rg = 50 W; Tamb = 25 ° C, f = 1 kHz.

NOTA: (*): POTENCIA MUSICAL; Es la potencia máxima que el amplificador es capaz de producir, a través de la resistencia de carga nominal (sin tener en cuenta la no linealidad)
un segundo después de la aplicación de una señal de entrada sinusoidal de 1 KHz de frecuencia.

NOTA: (**): limitado por el máximo de corriente admisible.

Los valores recomendados para los componentes externos son los que se muestran en el diagrama esquemático que está en el archivo PDF. Los valores modificables que están en la siguiente tabla,  le pueden ayudar a personalizar el circuito. Los componentes que no se encuentran en la tabla, no se deben modificar.

(*) r1 = r3 de optimización de pop

(**) La ganancia de retroalimentación debe ser mayor o igual a 24 decibelios (db).

La Red de Zobel

La Red de Zobel se encarga de proteger la salida del TDA7294, de corrientes inversas, que pueda enviar el parlante. También evita algunas oscilaciones de alta frecuencia. Está formada por 4 componentes, así: Un condensador de 0.1 microfaradios (104) y una resistencia de 2.7 ohmios, que están entre la salida y tierra. Están colocados en serie uno del otro. Los otros dos componentes son, una resistencia de 8.2 ohmios y una bobina de 5 uH. Están en serie con el parlante y a su vez en paralelo entre sí.
Para hacer las bobinas, tomamos alambre de cobre, calibre 18 según la tabla AWG, (1.024 mm.) y una broca de 3/8, sobre la cual damos 11 vueltas uniformemente. Cortamos el excedente de alambre y enderezamos las patas de la bobina, dándoles la forma que se aprecia en la fotografía.

NOTA: El orden del condensador de 104 y la resistencia de 2.7 ohmios no es relevante. Como estos dos componente están en serie, y no hay ningún componente en su punto de unión, Éstos trabajan perfectamente en cualquier orden.

protegiendo el PCB

Algunas veces cuando un amplificador entra en cortocircuito, las pistas de alimentación del circuito impreso se calientan hasta levantarse. Se puede echar a perder el circuito impreso.
Para evitar esto, hemos colocado dos porta fusibles con sus respectivos fusibles de 5 amperios. Estos fusibles son para Proteger el circuito, y en caso de que se produzca un corto, los fusibles se queman, interrumpiendo el paso de corriente; tanto en +Vcc, como en –Vcc. Así se evita que el daño sea más grave. Recuerde que si coloca unos fusibles de valor muy alto, no se abrirán al momento de un cortocircuito. Y si son muy bajos, no soportarán la corriente de trabajo del circuito. Recomendamos usar fusibles de entre 5 y 6 amperios.

Fuente dobladora de tensión

Cuando vamos a hacer un amplificador, lo primero que tenemos que conseguir es el transformador. Como es mas fácil conseguir un transformador sencillo, que uno con TAP central, hemos implementado el doblador de tensión que hace las veces de fuente simétrica. Entrega voltaje positivo, voltaje negativo y un tierra o punto común en la unión entre los dos condensadores. Reiteramos que gracias a este sencillo circuito, se evita tener que utilizar un transformador con TAP central. El doblador de tensión está formado por dos diodos 1N5404 y dos condensadores de 4.700 microfaradios. Los diodos separan los semiciclos positivos de los negativos y cada condensador rectifica los semiciclos que le correspondan según su posición. Es decir; un diodo le envía a un condensador los semi-ciclos positivos y el otro diodo, los semi-ciclos negativos al otro condensador.

Funciones de Stand By y Muting

El diodo 1N4148, viene encapsulado en vidrio, de tipo SMD. Los diodos tienen una banda negra que sirve para diferenciar el terminal negativo o cátodo, del positivo o ánodo. El diodo 1N4148 puede conmutar a alta velocidad, entre los estados de alta impedancia y baja impedancia (4 nanosegundos). Para este caso, el diodo 1N4148 se encarga de enviar semi-ciclos positivos al terminal 9 del TDA7294, que es (stand by). La corriente pasa primero por unas resistencias y también llega al terminal 10, que es (Muting). Si desea tener control sobre el Muting, puede colocar un interruptor en serie con el diodo y usarlo como interruptor de encendido. De ésta manera no habrá el molesto (pop) al encender.

Entrada de señal de audio

La entrada de señal lleva un conector de tres pines, al que le retiramos el pin del centro. Un pin recibe la señal que viene del preamplificador o que simplemente  proviene directamente del reproductor que vamos a amplificar. El otro pin recibe el tierra. Recuerde revisar muy bien a la hora de conectar la señal. No se deben invertir señal y tierra, ya que no sonará bien y lo que conseguirá es un ruido molesto.
En el caso de querer conectar un reproductor que no tenga control de volumen propio, puede colocar un potenciómetro con un valor entre 10K y 50K. Este potenciómetro debe ir conectado entre el reproductor y el amplificador.
La manera correcta de colocar un potenciómetro es: la señal que viene del reproductor va, a la pata 3 (de izquierda a derecha). La pata central del potenciometro, va al amplificador. Y la pata 1 interconecta el tierra del reproductor y del amplificador.
Cuando se usa un preamplificador, este ya trae su propio potenciómetro y no se hace necesario colocar este procedimiento.

El transformador de 28 voltios AC

Para construir el transformador para este amplificador, usamos un núcleo de 3.2 centímetros, por 4 cm. En Colombia el voltaje de la red pública es de 120 voltios. Por lo tanto es necesario enrollar 377 vueltas de alambre calibre 23, en el devanado primario y 92 vueltas de alambre calibre 18, en el devanado secundario.
Para los países que tienen un voltaje de 220 en la red pública, es necesario dar 721 vueltas en el devanado primario y el calibre de este, sería 26 en la tabla AWG. El devanado secundario no varía. En caso de no conseguir las laminas de 3.2 cm, puede hacerlo con el material que consiga, siempre y cuando logre obtener el área en centímetros cuadrados y calcule las vueltas de alambre usando las formulas que se encentran en nuestro artículo de Calculo de transformadores.

Este amplificador de gran desempeño, No sólo puede usarlo con nuestros preamplificadores de guitarra y bajo, si no que también puede combinarlo con uno de nuestros preamplificadores mono y usarlo para reproducir música. También puede hacer el amplificador estéreo de 180W. Luego,  a uno de estos amplificadores mono de 90W, le coloca el filtro pasa bajos y obtendrá un amplificador 2.1.
Este amplificador ha sido probado con un parlante supertone de 300W, 8 ohmios y 12 pulgadas. Recomendamos usar parlantes de un mínimo de 200W, 8 ohmios 10 pulgadas, aunque si usa un buen disipador y ventilador, se puede trabajar con dos parlantes de estos, es decir, con una impedancia de 4 ohmios.
Las posibilidades de la electrónica son infinitas. Esperamos que con estos aportes puedan satisfacer lo que su imaginación y necesidades le pidan.

Video de prueba del amplificador de 90 vatios con TDA7294

Temas relacionados:

Filtro pasa bajos 

Transformadores 

Amplificador estéreo de 180W

>>>Descargue aquí<<< El archivo PDF con el diagrama eléctrico y el circuito impreso del amplificador de 90W con TDA7294.