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• Alejandro Pupunovich Rodriguez

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FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA CURSO:

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS III AUTORES:

LLERENA QUENAYA GABRIEL A. MANGO RODRÍGUEZ ALEJANDRO O. NÚÑEZ PAUCARA VITTOR A. SUCLLA MEDINA RENZO.

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Diseño, simulación e implementación de un amplificador de potencia, clase AB.

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Índice Capítulo 1 Descripción del problema…………………………………..……………..5 Objetivos…………………………………………………………...…………..6 General…………………………………………………………………6 Específico………………………………………………….……….….6 Funcionamiento……………………………………………………..…..…...7

Capítulo 2 Marco teórico………………………………………………………...….…...9 Metodología…...………………………………………………………....…13 Amplificador AB.………………………………………………………....…16 Materiales….…...………………………………………………………....…18

Capítulo 3 Diseño……………………………………………………………….…..…….20 Diagrama de conexión……………………………………………………26

Capítulo 4 Resultados……………………………………………………………………28 Observaciones……….……………………………………………………..29 Conclusiones………………………………………………………………...30 Bibliografía…………………………………………………...………………31 Anexos……………………….………………………………………………..32

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Capítulo 1 Marco metodológico

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1.1 Descripción del problema Un amplificador de potencia es un circuito electrónico, que permite elevar la potencia de señal en su entrada, así mismo, permite convertir una señal débil, en una señal fuerte y de mayor potencia. En estos amplificadores, la linealidad depende del tipo de configuración, y la eficiencia depende tanto del tipo de configuración. Para este proyecto, se realizó el análisis de diseño, cálculo e implementación de un amplificador de audio monofónico de 100 Watts, empleando, como circuito principal, la configuración AB de los amplificadores de potencia estudiados a lo largo del semestre. El diseño del amplificador, se basó en la clase AB cuasi-complementario con par diferencial. El amplificador incorpora un par de transistores A1015 (PNP) en configuración par diferencial, como transistores impulsores se trabajó con un TIP41 (NPN) y un TIP42 (PNP), que son complementarios entre sí. Y finalmente, los transistores de salida 2SC5200 son NPN, fueron usados, por su gran capacidad para manejar potencias altas. Los resultados, se muestran en el desarrollo del informe.

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1.2 Objetivos 1.2.1 Generales 

Diseñar e implementar, un amplificador de potencia de clase AB, usando los conocimientos adquiridos en el curso Circuitos Electrónicos III.



Analizar el correcto funcionamiento del amplificador, considerando los valores de resistencias, transistores y demás componentes empleados en la implementación.

1.2.2 Específicos 

Realizar el diseño, análisis paramétrico y selección, de los componentes a usar en la construcción del amplificador.



Simular el circuito en un software especializado, y hacer una experimentación ,con las distintos valores previamente calculados.

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1.3 Funcionamiento A continuación, se describe el funcionamiento del amplificador de potencia, clase AB, que se implementará como proyecto final. I.

El capacitor de 0.47µF que se encuentra al inicio del circuito de amplificador, es para acoplar con el preamplificador.

II.

Los capacitores que se encuentran en las líneas de alimentación de voltaje que son de 47µf son para evitar que el voltaje que ingrese a los transistores, no tengan rizados, es decir que se mantenga un voltaje estable, para que los transistores se encuentre en un voltaje fijo.

III.

La configuración que se tiene con los transistores A1015, es un par diferencial, la señal que entre la amplifica pero a la vez, permite que en la señal de salida se mantenga estable, es decir, que no contenga ruido, y que salga con toda la amplificación posible, esta etapa es la de amplificación de audio.

IV.

La resistencia de 56k que se encuentra en la base del segundo transistor A1015, es para aumentar o disminuir la ganancia, si el valor es menor la ganancia aumenta.

V.

La señal que sale del amplificador de audio se dirige al primer TIP 41C, que amplifica la señal en cuanto a corriente y voltaje, este TIP posee un capacitor entre la base y el colector para que se mantenga una estabilidad.

VI.

Los otros TIP41C y TIP42C, se encuentran en una configuración de clase AB, y mediante una polarización de diodos por su base de ambos, a la vez estos transistores con complementarios NPN y PNP, la parte de los diodos es para reducir el crossover que se forma cuando estos transistores se ponen en funcionamiento, el puss-pull que realizan es cuando la señal la parte positiva ingresa hace funcionar a un TIP mientras que el otro no y cuando la parte negativa de la señal ingresa hace funcionar el otro TIP y el otro se encuentra en corte.

VII.

Al momento que funcionan estos TIP que se encuentra en clase AB, hacen que la corriente sea amplificada y pasen después a los transistores de potencia, aparte que estos transistores amplifican la corriente en los de potencia vuelven a amplificar la corriente, como en la parte superior se encuentra una configuración Darlington. 7

Capítulo 2 Marco teórico

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2.1 Marco Teórico Un amplificador recibe una señal proveniente de algún transductor de detección u otra fuente de entrada, y entrega una versión amplificada de la señal a algún dispositivo de salida o a otra etapa del amplificador. En general, la señal de un transductor de entrada es pequeña (de algunos milivolts provenientes de la entrada de un reproductor de casetes, CDs o cualquier otro dispositivo de almacenamiento, o bien de una antena) y necesita ser amplificada lo suficiente para que funcione un dispositivo de salida (bocina u otro dispositivo de manejo de potencia). En amplificadores de señal pequeña, los factores principales suelen ser la linealidad de la amplificación y la magnitud de la ganancia. Como la corriente y el voltaje de la señal son pequeños en un amplificador de este tipo, la cantidad de capacidad de manejo de potencia y la eficiencia en relación con la potencia no son determinantes. Los amplificadores de potencia o de gran señal, por otra parte, proporcionan la suficiente potencia a una carga de salida para excitar una bocina u otro dispositivo de potencia, por lo general desde algunos watts hasta decenas de watts. En este capítulo nos concentramos en los circuitos de amplificadores que se utilizan para el manejo de señales de gran voltaje con niveles de corriente que van de moderados a altos. Las características principales de un amplificador de gran señal son la eficiencia de potencia del circuito, la máxima cantidad de potencia que el circuito es capaz de manejar y el acoplamiento de impedancia con el dispositivo de salida

2.1.1 Clasificación de los amplificadores de potencia Clase A La señal de salida varía a lo largo de los 360° del ciclo, esto requiere que el punto Q se polarice a un nivel de modo que cuando menos la mitad de la excursión de la señal de salida pueda variar hacia arriba y hacia abajo sin que llegue a ser un voltaje suficientemente alto como para ser limitado por el nivel de alimentación de voltaje, o demasiado bajo como 9

para que se aproxime al nivel de alimentación bajo, o 0 V en esta descripción. Clase B Un circuito clase B proporciona una señal que varía durante la mitad del ciclo de la señal de entrada, o durante 180° de la señal. El punto de polarización de cd de la clase B es por consiguiente de 0 V, con la salida que varía entonces a partir de este punto de polarización durante medio ciclo. Obviamente, la salida no es una reproducción fiel de la entrada si sólo hay un semiciclo. Se requieren dos operaciones de clase B: Una para que proporcione una salida en el semiciclo de salida positiva y la otra para que haya operación en el semiciclo de salida negativa. Entonces, los semiciclos combinados proporcionan salida durante los 360° de operación. Este tipo de conexión se conoce como operación equilibrada (push-pull). Observe que la operación B por sí misma crea un señal de salida muy distorsionada, puesto que la reproducción de la entrada ocurre durante sólo 180° de la excursión de la señal de salida.

Clase AB Un amplificador se puede polarizar a un nivel de cd sobre el nivel de corriente de base cero de la clase B y por sobre la mitad del nivel de voltaje de alimentación de la clase A; esta condición de polarización es la clase AB. No obstante, la operación clase AB requiere una conexión push-pull para lograr un ciclo completo de salida, pero el nivel de polarización de cd suele estar más cerca del nivel de corriente de base cero para una mejor eficiencia de la potencia. Para la operación clase AB, la excursión de la señal de salida ocurre entre 180° y 360° y no es ni operación clase A ni operación clase B.

Clase C La salida de un amplificador clase C se polariza para que opere a menos de 180° del ciclo y funcionará sólo con un circuito sintonizado (resonante), el cual proporciona un ciclo completo de operación a la frecuencia sintonizada o resonante. Por consiguiente, esta clase de operación se utiliza en áreas especiales de circuitos sintonizados, como radio o comunicaciones.

Clase D 10

Esta clase de operación es una forma de un amplificador que utiliza señales de pulsos (digitales), las cuales se activan durante un intervalo corto y se desactivan durante un intervalo más largo. La aplicación de técnicas digitales permite obtener una señal que varíe durante el ciclo completo (mediante circuitos de muestreo y retención) para recrear la salida de muchas piezas de la señal de entrada. La ventaja principal de la operación clase D es que el amplificador se “activa” (utilizando potencia) sólo durante intervalos cortos y la eficiencia total puede ser prácticamente muy alta.

2.1.2 Eficiencia de un amplificador La eficiencia de potencia de un amplificador, definida como la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada, mejora (se hace mayor) cuando va de la clase A a la clase D. En términos generales, vemos que un amplificador clase A, con polarización de cd a la mitad del nivel del voltaje de alimentación, utiliza bastante potencia para mantener la polarización, incluso sin señal de entrada aplicada. Lo anterior da como resultado una eficiencia muy pobre, en especial con señales de entrada pequeñas, cuando se suministra muy poca potencia de cd a la carga. En realidad, la eficiencia máxima de un circuito de clase A, la cual ocurre durante la excursión de corriente y voltaje máxima, es de sólo 25% con una conexión de carga directa o alimentado en serie, y de 50% con una conexión de transformador con la carga. Se puede demostrar que la operación clase B con potencia de polarización de cd, sin señal de entrada, proporciona una eficiencia máxima de 78.5%. La operación clase D puede alcanzar una eficiencia de potencia de más de 90% y es la operación más eficiente de todas las clases de operación. Como la clase AB se encuentra entre las clases A y B en cuanto a polarización, también cae entre sus valores de eficiencia: entre 25% (o 50%) y 78.5%.

Clase de amplificador

A

B

AB

C

D

Ciclo de operación Eficiencia de potencia

360°

180°

Menos de 180°

25%

78.5%

180° a 360° 25% a 78.5%

Operación pulsante Más de 90% 11

Tabla 1: Eficiencia de los amplificadores de potencia Fuente: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos- Boylestad

2.1.3 Aspectos de un Amplificador de Potencia La temperatura de la unión limita la disipación de potencia del transistor. Esta temperatura oscila entre 150 y 200°C. Al aumentar la superficie del encapsulado del transistor, se consigue que el calor se libere más eficientemente al aire circulante.

2.1.4 ¿Qué hace el amplificador? La función del amplificador es aumentar el nivel de una señal, incrementando para ello la amplitud de la señal de entrada mediante corrientes de polarización. El amplificador trabaja, internamente, con corriente continua; en caso de ser alimentado con la tensión entregada por la red domiciliaria se necesita un transformador y rectificador para adaptar el nivel de voltaje y tipo de corriente a los valores necesarios para el buen funcionamiento del equipo.

2.1.5 Analogía térmica de un transistor de potencia La selección de un disipador de calor adecuado requiere un detalle muy minucioso que no se necesita, dadas nuestras consideraciones básicas presentes del transistor de potencia. Sin embargo, más detalles en relación con las características térmicas del transistor y su relación con la disipación de potencia del transistor, pueden ayudar a tener una idea más clara de cómo la temperatura limita la potencia.

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Figura 1: Analogia térmica Electrica Fuente: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos- Boylestad

2.2 Metodología del proyecto La función del amplificador es aumentar el nivel de una señal, incrementando para ello la amplitud de la señal de entrada mediante corrientes de polarización. El amplificador trabaja, internamente, con corriente continua; en caso de ser alimentado con la tensión entregada por la red domiciliaria se necesita un transformador y rectificador para adaptar el nivel del voltaje y el tipo de corriente a los valores necesarios para el buen funcionamiento del equipo.

Figura 2: Diagrama de bloques de las etapas de tratamiento del sonido Fuente: www.electronics-tutorial.ws

Preamplificador Ya que las señales de entrada por lo general son muy débiles como para ser reproducidas por una planta de sonido, es por eso que se usa un preamplificador, que se encargara de elevar la señal; actuando sobre la tensión de la señal de entrada, ajustándola a un nivel lo suficientemente alto como para excitar al amplificador, en otras palabras “Su finalidad es acondicionar la onda”. 13

Amplificador Es un sistema electrónico que recibe en su entrada una señal relativamente débil, a la que se le suma una corriente eléctrica para entregar en la salida una señal más fuerte, excitando así un parlante y de esta manera la onda de sonido podrá viajar a mayor distancia. A estas dos primeras etapas “Preamplificador y amplificador” se les denomina SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO

Potencia Se define como la potencia que el amplificador es capaz de proporcionar a la carga

Figura 3: Diagrama de bloques de un ecualizador Fuente: www.electronics-tutorial.ws

Este esquemático (Anexo 1) parte de los siguientes conceptos tomados en consideración para su elaboración, que serían los siguientes:

Configuración Darlington empleada en el circuito

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Figura 4: Configuración Darlington empleada en el circuito Fuente: www.videorockola.com

Configuración par diferencial empleada en la etapa de audio

Figura 5: Configuración par diferencial empleada en la etapa de audio Fuente: www.videorockola.com

Polarización de los transistores complementarios, compensado por diodos

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Figura 6: Polarización de los transistores complementarios, compensado por diodos Fuente: www.videorockola.com

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2.3 Amplificador Clase AB Es un tipo híbrido de amplificador, el cual combina las características de los amplificadores clase A y clase B con el fin de aprovechar sus ventajas. Este tipo de amplificador elimina la distorsión por cruce de cero voltios como el amplificador clase B, ni tan lineal como el amplificador clase A.

Figura 2: Circuito del amplificador Clase AB Fuente: Conocimientos básicos de electrónica

2.2.1 Características Los amplificadores de clase AB reciben una pequeña polarización constante en su entrada, independiente de la existencia de señal. Es la clase más común en audio, al tener alto rendimiento y calidad. Con señales grandes se comportan como un clase B, pero con señales pequeñas no presentan la distorsión de cruce por cero voltios de la clase B Tienen dos transistores de salida, como los de clase B, pero a diferencia de estos, tienen una pequeña corriente de polarización fluyendo entre los terminales de base y la fuente de alimentación, que sin embargo no es tan elevada como en los clase A. Su nivel de eficiencia es inferior al 50%, menor cuanto mayor nivel tenga la corriente de polarización. Por tanto, superior a los de clase A e inferior a los de clase D

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Este diseño es un compromiso entre la eficiencia de los amplificadores clase B por lo que pueden ser mucho más eficientes y sin generar tanto calor. Disipan potencia, pero tiene la característica de que cuando no existe señal de entrada la disipación de potencia del transistor es cero, pues ambos estarán en cortocircuito, con una ligera polarización de potencia. Cuando existe señal de entrada la disipación de potencia del transistor se hace significativa y depende de la proporción de recta de carga que se utilice.

2.2.2 Funcionamiento General Se polariza ligeramente los transistores en corriente directa, con lo que el ángulo de conducción es ligeramente mayor a 180°. Se define como un ángulo de conducción entre 180° y 360°. En esta clase de funcionamiento, el dispositivo de salida del amplificador conduce menos del 100%, pero más del 50%. Su funcionamiento produce una distorsión mayor que la amplificación Clase B. Se podría hablar de un Clase B sobrealimentada.

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2.4 Materiales Los materiales que usamos para la implementación, fueron:



1 disipador de aluminio



2 resistencias 0.47 Ω / 5 W



2 transistores 2SC3280



2 resistencias 4.7 KΩ / ¼ W



2 transistores A1015



1 resistencia 120 Ω / ½ W



2 transistores TIP41C



2 resistencias 100 Ω / 1 W



1 transistor TIP42C



1 resistencia 10 Ω / ¼ W



3 diodos 1N4006



1 resistencia 560 Ω / ¼ W



2 condensadores 1000 uF / 50 V



1 resistencia 33 Ω / ¼ W



2 resistencias 680 Ω / ¼ W



1 resistencia 15 KΩ / ¼ W



1 resistencia 22 KΩ / ¼ W



1 resistencia 56 KΩ / ¼ W



1 transformador



Tornillos



1 condensador 0.1 uF



2 condensadores 0.001 uF



1 condensador 150 pF



3 condensadores 47 uF



1 condensador 0.47 uF

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Capítulo 3 Diseño e ingeniería

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3.1 Diseño Se va a diseñar un amplificador de potencia para audio, en contrafase (push-pull) y funcionando en clase AB. Se ha elegido una potencia de 30 W y una pequeña etapa amplificadora compuesta por transistores. El esquema que se va a justificar es el indicado en la figura:

Figura: Amplificador didáctico de potencia Fuente: Propia

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El diseño parte de la potencia requerida y de la impedancia del altavoz. Se diseñó suponiendo una potencia de 30 W sobre un altavoz de 8 Ω, siendo el primer paso calcular la tensión de alimentación.

3.1.1 Cálculo de la fuente de alimentación 𝑉𝐿

Como 𝑃 = 𝑉𝐿 ∗ 𝐼𝐿, por ser carga resistiva, además 𝐼𝐿 = 𝑅𝐿 resulta: 𝑉𝐿2 𝑃𝐿 = 𝑅𝐿 VL representa el valor eficaz. Al estar alimentado el amplificador con alimentación simétrica, la máxima desviación de la tensión en la carga es Vcc. Resulta: 𝑉𝐿 =

𝑉𝑚𝑎𝑥 √2

=

𝑉𝑝 √2

=

𝑉𝑐𝑐 √2

Sustituyendo: 𝑉𝑐𝑐 2 𝑉𝐿 𝑉𝑐𝑐 2 2 𝑃𝐿 = = = 𝑅𝐿 𝑅𝐿 2 ∗ 𝑅𝐿 2

Despejando Vcc: 𝑉𝑐𝑐 = √2 ∗ 𝑃𝐿 ∗ 𝑅𝐿

Y sustituyendo valores: 𝑉𝑐𝑐 = √2 ∗ 30 ∗ 8 = 21.9 ≈ 22 𝑉

La fuente de alimentación debe suministrar una tensión simétrica de +/22 V. La corriente máxima que debe suministrar cada fuente es:

𝐼𝑐 =

𝑉𝑐𝑐 22 = = 2.75 𝐴 𝑅𝐿 8

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3.2 Características de los transistores Los transistores Q6 y Q8 tienen las siguientes características: 𝑉𝑐𝑒 ≥ 22 𝑉 𝐼𝑐 ≥ 2.75 𝐴 𝛽 = 50 Son transistores de potencia. La 𝛽 se toma de 50.

3.3 Características de las resistencias R13 y R14 Las resistencias R13 y R14 se eligen de 0.47 Ω. Al ser de potencia, es necesario calcular la potencia disipada: 𝑃𝑅 = 𝑉 ∗ 𝐼 = 𝑅 ∗ 𝐼 2 𝑃𝑅 𝑚𝑎𝑥 = 0.47 ∗ 2.752 𝑃𝑅 𝑚𝑎𝑥 = 3.55 𝑊 R13 y R14 son resistencias de 0.47 Ω y con una capacidad de disipación superior a 3.55 W.

3.4 Características de los transistores Q4 y Q5 Q4 es un transistor NPN en configuración Darlington junto con Q8, Q5 es un transistor PNP en configuración Darlington complementario junto con Q6. Los transistores de potencia Q6 y Q8 tienen un 𝛽 aproximado de 50. Por ejemplo se elige el 2SC3280 (Anexo 2). Para Q4 se elige un transistor NPN de 𝛽 aproximado de 50, por ejemplo el TIP41 (Anexo 3). Para Q5, un transistor PNP de 𝛽 aproximado de 50, por ejemplo el TIP42 (Anexo 4).

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3.5 Cálculo de R7 y R8 Para calcular estas resistencias se necesita saber la corriente y la diferencia de potencial en extremos. En reposo, la tensión en RL es 0 V. Despreciando la caída de tensión en la resistencia de 0.47 Ω, la tensión en la base de Q4 es 1.4 V. El valor máximo de la corriente por la base es: 𝐼𝑏 =

𝐼𝑐 2.75 = = 1.1 𝑚𝐴 𝛽1 𝛽2 50 ∗ 50

Se toma una corriente ligeramente superior para garantizar que los diodos y el transistor Q3 siempre estén conduciendo. Por ejemplo 4.5 mA. 𝑅7 ≈ 𝑅8 =

𝑉𝑐𝑐 − 2 ∗ 𝑉𝑏𝑒 22 − 1.4 = = 4577 Ω 𝐼 4.5 𝑚𝐴 𝑅7 ≈ 𝑅8 = 4700 Ω

3.6 Características de C4 C4 garantiza la unión eléctrica de las bases de los transistores para alterna. Se puede realizar estimar el valor del mismo, pues no es crítica su elección. Así tomamos:

𝐶4 = 47 𝑢𝐹

3.7 Elección de los diodos D2 y D3 La corriente que circula por los diodos es pequeña, 4.5 mA. Sirve cualquier diodo de señales, como por ejemplo el 1N4006.

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3.8 Elección de Q3 Q3 es un transistor que funciona con una corriente y una tensión reducida. Cualquier transistor de señales sirve para esta aplicación. Se elige el transistor NPN TIP41 (Anexo 3).

3.9 Cálculo de R10 R10 debe permitir el correcto funcionamiento del transistor Q3 para cualquier variación de la señal de entrada. Se puede realizar estimar el valor del mismo, pues no es crítica su elección. Así tomamos: 𝑅10 = 10 Ω

3.10 Elección de Q1 y Q2 La configuración par diferencial empleada en la etapa de audio por los transistores Q1 y Q2 son transistores de señal y se puede elegir perfectamente el A1015 (Anexo 5).

3.11 Elección de R6 Esta resistencia es la resistencia de ganancia, en nuestro caso optamos darle un valor medio de 56 KΩ. Si se desea bajar la ganancia se puede bajar el valor de esta, y si se desea aumentar la ganancia, podemos subirla, pero como recomendación no debemos exceder los 100 KΩ.

3.12 Elección de los demás componentes En base a modelos anteriores, revisados en la bibliografía, sobre una configuración Darlington como la establecida en el circuito, una configuración par diferencial empleada en la etapa de audio y una polarización de los transistores complementarios, compensado por diodos mencionada se puede realizar la estimación de los valores de estos componentes, pues no es crítica su elección. Más adelante se explicará su comportamiento.

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3.12.1 Fuente rectificadora Para la fuente simétrica se realizó el siguiente esquema de montaje:

Figura 3: Esquema de montaje de la fuente simétrica Fuente: www.videorockola.com

Todo amplificador de sonido se alimenta con corriente continua DC. En este caso se usa una fuente simétrica, formada por un puente de diodos y dos condensadores, que convierten la corriente alterna AC, en corriente continua o DC. Con un punto centro o TAP central que se toma como tierra (GND). La fuente de poder es alimentada por el transformador. Éste se encarga de convertir el voltaje de la red pública, al voltaje requerido por el amplificador. El transformador le entrega la corriente al puente de diodos. El puente de diodos invierte todos los semiciclos negativos a semiciclos positivos, separando así la tensión negativa, de la positiva. El condensador rectifica la corriente, manteniéndola en un mismo voltaje. Al rectificar se eleva en 1.4141 veces. El valor de los condensadores para este amplificador deben ser de 1000 µF para la realización de la fuente simétrica que alimentará a nuestro amplificador de potencia (audio).

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3.2 Diagrama de conexión

Figura 4: Diagrama de conexión final ideal Fuente: www.videorockola.com

Nota: En el armado del circuito físico no se utilizó un fusible en el transformador, tampoco se le adicionó el potenciómetro que iba entre el conector de audio y nuestro amplificador, el volumen se regulará con el dispositivo a conectar en el Jack 3.5.

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Capítulo 4 Evaluación y resultados

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Resultados El resultado final del proyecto fue bastante satisfactorio. La propuesta general funcionó, según lo esperado, se puede evidenciar, el proceso de amplificación del sonido, en una potencia muy cercana a los 30Watts, y se implementó el circuito, siguiendo la configuración AB de los amplificadores de potencia. Aunque nuestro amplificador de potencia clase AB fue construido y funcionó bien, se pueden realizar más mejoras en el circuito para hacerlo mejor. Estas incluyen: 

Uso de elementos activos para hacer un circuito de arranque para que el amplificador pueda ser más



estable.



Utilizar disipadores de calor con un área de superficie más amplia para aumentar la disipación de potencia.



Se podrían construir amplificadores de potencia con mayor potencia de salida conectando más salida transistores de potencia en paralelo."

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Observaciones  Este tipo de amplificadores funcionan básicamente como los amplificadores en clase B, excepto en el que se inyecta una pequeña corriente de polarización para que ya estén conduciendo previamente a la llegada de la señal.  Como la fuente de alimentación que se usa es simétrica, es decir dos fuentes de voltaje DC, en la salida de los amplificadores de potencia que van conectados al parlante no se coloca un capacitor, porque el circuito es alimentado por dos fuentes.  Nuestro modelo físico no pudo ser implementado con una fuente simétrica de 22 V, en su lugar se encontró una de 19 V, además el altavoz de 8 Ohms pensado tuvo que ser sustituido por uno de 24 Ohms. En ambos casos se hicieron estos cambios por falta de disponibilidad de los requeridos. Esto cambiaría la potencia inicial requerida, pero mantendría el funcionamiento de nuestro proyecto"

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Conclusiones  Se diseñó y comprobó, el correcto funcionamiento del amplificador clase AB, y finalmente, se implementó el circuito.  Se puede calibrar la ganancia de potencia cambiando la resistencia de 56K que va entre la base del A1015 y la salida, si se sube a 100K, se sube la ganancia, pero se pierde algo de fidelidad.  Para mejorar la calidad de sonido, es decir obtener un sonido más limpio, podemos cambiar la resistencia 56K por una de 33K, pero a consecuencia de ello baja la ganancia.  Un amplificador recibe una señal de algún transductor de captación y proporciona una versión más grande de la señal para algún dispositivo de salida.  La señal que se obtiene de la etapa de potencia tiene idealmente la misma forma de la señal de entrada, pero varía en magnitud  Para la implementación, los materiales son fáciles de adquirir y de bajo costo. Pudiendo reproducir este diseño, para futuros amplificadores de mayor potencia.

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Bibliografía [1] D. Self, Audio Power Amplifier Design Handbook, 3rd ed., Oxford: Newnes, 2002. [2] S. G. Randy, High-Power Audio Amplifier Construction Manual, New York: McGraw-Hill, 1999. [3] G. Kamucha, "FEE 302: Analogue Electronics B," Dept. Elect. Eng. University of Nairobi, Nairobi, 2014. [4] L. N. Robert Boylestad, Electronic Devices and Circuit Theory, 11th ed., Boston: Pearson, 2013. [5] B. Cordell, Designing Audio Power A mplifiers, Chicago: McGraw Hill, 2011. [6] W. Stanley, Operational Amplifiers with Linear Integrated Circuits, 4th ed., Pearson Education, 2001. [7] R. Elliott, "Power Amplifier Design Guidelines," 27 December 2006. [8] “Ensamble un Amplificador www.videorckola.com

Monofónico

de

100

Watts”,

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Anexos Anexo 1 Esquemático del amplificador didáctico de potencia

Fuente: Propia 34

Anexo 2 Datasheet del transistor 2SC3280

Fuente: www.datasheetcatalog.com

35

Anexo 3 Datasheet del transistor TIP41

Fuente: www.centralsemi.com

36

Anexo 4 Datasheet del transistor TIP42

Fuente: www.datasheetcatalog.com 37

Anexo 5 Datasheet del transistor A1015

Fuente: www.fecegypt.com

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