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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL PERÍODO ACADÉMICO: Octubre/2015 –Marzo/2016 PERÍODO ACADÉMICO: Octubre/2015 –Marzo/2016

Universidad Técnica de Ambato Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial

Ingeniería Industrial en procesos de Automatización

Electrónica de Potencia

Título:

INFORME N0 5 Área Académica:

Industrial y Manufactura Mecánica, Electrónica e Informática

Línea de Investigación:

Industrial

Ciclo Académico y Paralelo:

Quinto Industrial

Alumnos Participantes:

Bonilla Vásconez Pablo Josué Machado Villegas Vanessa Alejandra Paredes Leica Nubia Monserrat Rodríguez Panata Sara Rebeca Yuccha Cuno Edgar Aníbal

Módulo y Docente:

Electrónica1 de Potencia – Ing. Danilo Trujillo

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DECLARACIÓN:

Al firmar este documento junto con cada uno de los alumnos participantes en el grupo de trabajo en la materia de Electrónica de Potencia, dejamos en constancia que se comprende y se llega a realizar la práctica de laboratorio N05 acerca de la elaboración de un circuito Amplificador de 20W. Dicho esto, declaro que se ha trabajado en equipo y se cumple con los objetivos planteados. .

Bonilla Vásconez Pablo Josué

……………………………….

Machado Villegas Vanessa Alejandra

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Paredes Leica Nubia Monserrat

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Rodríguez Panata Sara Rebeca

……………………………..….

Yuccha Cuno Edgar Aníbal

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1.1. TÍTULO “ELABORACIÓN DE UN AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20W CON UN TDA 2003” 1.2. OBJETIVOS General Estudiar el funcionamiento del TDA mediante la elaboración de un amplificador de audio, con el fin de estudiar la relacione entre potencia real y potencia aparente en este tipo de circuitos además de determinar cuál es la potencia real que genera un amplificador de audio Específicos Realizar un circuito amplificador de audio utilizando un TDA2003 Dar una explicación acerca de la relación que existe entre la potencia real y aparente que entrega un amplificador de audio. 1.3. INTEGRANTES: Bonilla Pablo Machado Alejandra Paredes Nubia Rodríguez Rebeca Yuccha Edgar 1.4.MATERIALES: Circuitos Integrados 2 TDA2003 Resistencias de 1/4W 2 resistencias de 47 ohmios (Amarillo, morado Negro) 2 resistencias de 2.2 ohmios (rojo, rojo, dorado) 2 resistencias de 220 ohmios (rojo, rojo, café) 2 resistencias de 1 ohmios 1/2W (café, negro, dorado) Condensadores de 16 voltios en adelante 2 Condensadores de 1000 uF 2 Condensadores de 470 u 2 Condensadores de 100 uF 2 Condensadores de 1 uF 2 Condensadores de 0.047 uF (473) poliéster 3

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4 Condensadores de 0.1 uF (104) poliéster 4 Conectores de 3 pines pequeños (GP) 1 Disipador de aluminio 1 porta fusible y fusible de 2 amperios

1.5. DESCRIPCIÓN DE CADA UNO DE LOS MATERIALES: Integrado TDA2003 Es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Características Son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Son utilizados para almacenar la carga y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada, sobre todo en los circuitos que deben conducir corriente alterna pero no corriente continua [1].

Figura 1.- Integrado TDA2003

ÍNDICES ABSOLUTOS MÁXIMOS Símbolo

Parámetro

Valor

Unidad

Vs

Pico de tensión de alimentación ( 50 ms ) V

40

V

Vs

Tensión de alimentación VS DC 28 V

28

V

vs

tensión de alimentación de funcionamiento 18 V

18

V

IO

corriente máxima de salida ( repetitiva ) 3.5 A 3.5

A

IO

corriente máxima de salida ( no repetitivo ) 4.5

A

4.5 A

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Resistencias de 1/4w Resistor.- es uno de los componentes imprescindibles en la construcción de cualquier equipo electrónico, ya que permite distribuir adecuadamente la corriente y voltaje a todos los puntos necesarios [2].

Características

Figura 2.- Resistores de 1/4w

Resistencia de película de carbón de 10KOhms a 1/4 de Watt con ±5% de tolerancia. Se enrolla una tira de carbón sobre un soporte cilíndrico cerámico.

Código de colores

Significado de las bandas de colores de una resistencia / resistor. Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor del resistor. La tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final del resistor. La cuarta banda nos indica la tolerancia y si hay quinta banda, ésta nos indica su confiabilidad

Figura 2.1.- Código de colores de las resistencias

Condensadores de 16 voltios en adelante Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrolito. Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 µF. Arriba observamos claramente que el condensador nº 1 es de 2200 µF, con una tensión máxima de trabajo de 25v. (Inscripción: 2200 µ / 25 V). Abajo a la izquierda vemos un esquema de este tipo de condensadores [3].

Figura 3.- Condensadores electrolíticos

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Disipador de calor Un disipador es un instrumento que se utiliza para bajar la temperatura de algunos componentes electrónicos. Su funcionamiento se basa en la ley cero de la termodinámica, transfiriendo el calor de la parte caliente que se desea disipar al aire. Este proceso se propicia aumentando la superficie de contacto con el aire permitiendo una eliminación más rápida del calor excedente [4]. Figura 4.- Disipador de aluminio

1.6. MARCO TEÓRICO

Circuito integrado TDA2003

Son integrados muy conocidos en la electrónica, ya que mediante un sencillo circuito podemos obtener un pequeño pero eficiente amplificador. Sirve para aumentar la potencia entregada a una carga (en este caso una bocina) y por lo tanto tener un sonido más potente, requiere uso de disipador para prevenir daños físicos sobre el integrado. El componente principal del circuito amplificador de audio, es el circuito integrado amplificador con la referencia TDA2003. Estos circuitos integrados se han hecho muy populares debido a que simplifican enormemente la fabricación de los amplificadores de sonido. La mayoría de componentes vienen integrados en un solo bloque presentando grandes ventajas sobre los circuitos ensamblados con componentes discretos como transistores, resistencias y condensadores. Presentamos un sencillo amplificador de audio, en base al circuito integrado TDA2003, el cual es muy utilizado como amplificadores de señal de audio. El sonido emitido por este circuito nos dará un amplificador de audio mediante una entrada de audio que es un auxiliar y la salida nos brinda un parlante de 20 watts funciona con una batería de 10 voltios constante [5].

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Funcionamiento del Amplificador

Tomamos dos circuitos TDA2003, los cuales como se podrá observar están conectados a la configuración puente (bridge), uno de ellos invierte y amplifica la señal de entrada mientras el otro cumple la función de amplificación. Es posible aumentar notablemente la potencia suministrada a la carga, cuando se utilizan circuitos integrados amplificadores, conectando dos de ellos. Dicho aumento es posible porque los dos amplificadores funcionan en contrafase, es decir, mientras uno de ellos interviene y amplifica la señal de entrada, el otro solo cumple la función de amplificación. Cuando uno de los terminales de la carga, conectado al primer amplificador, recibe la máxima señal positiva, el otro terminal es excitado por el valor máximo de señal negativa proporcionada por el segundo amplificador. La carga se encuentra de esta forma sometida a la suma de voltajes de los dos amplificadores, multiplicando la potencia de salida [6].

Configuración Puente

Impedancia de entrada, es la resistencia en ohmios, que encuentra la señal que bien del amplificador en los terminales de entrada, esta característica la determina el tipo de circuito de entrada del amplificador de potencia y se ha establecido como norma que tenga un calor aproximado de 50KΩ con el fin de que haya un buen acoplamiento con la salida del amplificador. Impedancia de salida, es la resistencia que tiene el circuito a la salida donde van conectados los parlantes, como todos los parlantes se fabrican con una impedancia de 4Ω u 8Ω, la impedancia de salida de los amplificadores debe ser la misma con el fin de que ocurra una máxima transferencia de potencia en el proceso de amplificación. Hay una estrecha relación entre la potencia de salida y la impedancia de salida. Es por eso que siempre que se especifica la potencia, se dice para cual impedancia fue establecida. Esto es muy importante con el fin de determinar cuántos parlantes y de que potencia se pueden conectar en la salida de un amplificador [7].

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1.7. DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA: Para poder realizar la práctica se hizo un estudio previo acerca de la construcción física de circuitos [8]. Posteriormente se analiza una de las aplicaciones más básicas de la electrónica de potencia: “CIRCUITO N1: AMPLIFICADOR ESTÉREO DE 20W”  En muchas ocasiones nos han preguntado por un amplificador de audio que pueda ser alimentado con la fuente del computador para poder amplificar este. También se ha visto la necesidad de un amplificador que pueda ser transportable a todas partes y que nos preste un servicio de potencia aceptable.  Pensando en llenar estas expectativas, se presenta un amplificador estéreo de 20W (10W por canal).  Lo primero que se debe hacer para construir este amplificador es analizar el diagrama eléctrico, después de estudiar muy bien y de haber entendido los diagramas, comparando con la máscara de componentes, se debe conseguir todos los materiales y hacer el circuito impreso, ya sea con la técnica de planchado o la técnica de serigrafía.  Se debe colocar todos los componentes en su sitio, tal como se muestra en la máscara de componentes. La posición de los condensadores electrolíticos debe ser la correcta, según la polaridad mostrada.  Para terminar se debe limpiar muy bien el circuito y revisar varias veces antes de hacer mediciones y por lógica antes de probarlo.  TDA2003 es el componente principal de este circuito, este amplificador de sonido utiliza el circuito integrado TDA2003 que tiene la misma configuración y distribución de los pines del TDA2002.  Lo interesante de este integrado es que usa muy pocos componentes externos, su montaje es muy sencillo, bajo costo y usa poco espacio. El TDA2003 proporciona una corriente de salida de hasta 3,5 A, muy baja distorsión armónica o cross-over.  Tiene protección contra corto circuito de CC y AC, protección térmica por encima del rango permitido, volcado de la carga picos de tensión de hasta 40V y rupturas fortuitas de tierra.

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NOTA: Los integrados de salida TDA2003 deben estar adheridos a un disipador de

aluminio para que el calor emitido por ellos sea disipado. Si no le coloca el disipador, atornillando fuertemente los integrados a él, seguramente se quemará el amplificador en unos pocos minutos. La representación del circuito se representa a continuación.

1.8. TABLAS Y GRÁFICOS: “CIRCUITO N1: AMPLIFICADOR ESTEREO DE 2O W CON UN INTEGRADO TDA 2003”

Figura19.- Simulación en Proteus del circuito de control de temperatura

1.9. RECOMENDACIONES

Se debe investigar un circuito que tenga todos los materiales conocidos por las electrónicas ya que en la realización del mismo no se pudo obtener todos los materiales por lo que se tuvo que buscar otras opciones. Se debe aclarar que todo circuito por sencillo que sea, a veces tiene sus inconvenientes. Por eso siempre se recalca en que deben estudiar y analizar primero los diagramas. 9

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1.10.

CONCLUSIONES

Un amplificador de audio es un dispositivo que se encarga de incrementar el nivel de una señal, incrementando la amplitud de la señal. Uno de los principales inconvenientes que presenta un amplificador es la cantidad de calor que genera. La potencia real es la que consume el parlante o dispositivo conectado al amplificador, mientras que la potencia aparente en la que se espera y entregue el amplificador sin embargo esta nunca llega a ser la esperada cuando interactúa ya con una carga.

1.11.

BIBLIOGRAFÍA

[1] J. Martínez, «Amplificador de audio 10 W con TDA2003.,» 2009. [En línea]. Available: http://www.proyectoelectronico.com/amplificadores-audio/amplificador-potencia-10w.html. [Último acceso: 21 Noviembre 2015]. [2] L. Acosta, «Resistencias o Resistores,» Enero 2009. [En línea]. Available: http://www.viasatelital.com/proyectos_electronicos/resistores.htm. [Último acceso: 21 Noviembre 2015]. [3] C. López, «Los Condensadores Electrolíticos,» Enero 2004. [En línea]. Available: http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Condensadores-electroliticos.php. [Último acceso: 20 Noviembre 2015]. [4] k. Ayala, «Disipadores,» 2004. [En línea]. Available: http://electronicacompleta.com/lecciones/disipadores/. [Último acceso: 21 Noviembre 2015]. [5] C. Freire, «Circuitos de Electrónica,» 2011. [En línea]. Available: http://es.scribd.com/doc/70671370/Circuitos-de-Electronica#scribd. [Último acceso: 20 Noviembre 2015]. [6] M. Aguirre, «Amplificador,» 2009. [En http://construyasuvideorockola.com/proyect_amp_tda2003.php. Noviembre 2015].

línea]. [Último

Available: acceso: 20

[7] A. Aguilar, «Colección de Circuitos de Electrónica,» 2009. [En línea]. Available: http://diagramasde.com/diagramas/otros2/Circuitos_de_Electronica_1.pdf. [Último acceso: 21 Noviembre 2015]. 10

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[8] O. Aguilar, «Triangulo de Potencia,» 2004. [En línea]. Available: http://diagramasde.com/diagramas/otros2/Circuitos_de_Electronica_1.pdf. [Último acceso: 21 Noviembre 2015].

1.12. ANEXOS

ANEXO 1: “BAQUELITA CON EL CIRCUITO DEL AMPLIFICADOR”

ANEXO 2: “CIRCUITO DEL AMPLIFICADOR DE 20 W”

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ANEXO 3: “DATASHEET DEL TDA2003”

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