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Fuente Especial para Amplificadores (ART711S)

Los proyectos de amplificadores de alta fidelidad se pueden encontrar en gran cantidad, prácticamente en cualquier potencia que se desee. Uno de los problemas que deben enfrentarse por los que pretenden montar un amplificador está justamente en su fuente de alimentación que normalmente debe suministrar tensiones específicas exigiendo para ello el uso de transformadores especiales, etc.

Este artículo salió en el libro Experiencias y juegos con electrónica - Vol. 6 de 1980. Estamos recuperando las ediciones antiguas y añadidas notas y actualizaciones que permiten la realización de los proyectos en nuestros días. Este es el caso de este proyecto.

Presentamos aquí un proyecto de fuente para amplificadores que puede proporcionar cualquier tensión entre 27 y 62 V (2A) y aún presenta características que la hacen ideal para ser usada en audio.

Los amplificadores de audio de alta fidelidad para potencias elevadas no deben ser alimentados por fuentes comunes. En realidad, el buen funcionamiento de un amplificador depende mucho de la calidad de su fuente y eso nos ha llevado a ver buenos proyectos de amplificadores que una vez montados no presentan el desempeño previsto justamente por la mala calidad de la fuente.

La fuente de alimentación que presentamos, además de su versatilidad que permite usarla en el rango de tensiones de 27 a 62 V bajo corrientes hasta 2A, tiene características muy especiales.

Una de ellas que debe ser resaltada es la referente al no establecimiento inmediato de la tensión total en la carga lo que puede ser un grave problema en muchos casos.

Vea el lector que si conectamos toda la tensión en el amplificador repentinamente, la corriente que carga el capacitor normalmente usado en la salida de este circuito puede ser lo suficientemente fuerte para causar un "chasquido" en el altavoz, y este chasquido en muchos casos puede ser el " bastante para estropear el mismo. (figura 1)

 

Figura 1 - El chasquido al encender puede dañar el altavoz
Figura 1 - El chasquido al encender puede dañar el altavoz

 

Usted debe haber observado esto en muchos amplificadores: un chasquido seco en los altavoces cuando lo conectamos.

La fuente que presentamos tiene la característica de no suministrar de inmediato toda la tensión al circuito alimentado.

Cuando la conectamos, la fuente tarda unos segundos hasta establecer la tensión máxima en la carga de modo que no tenemos el peligro de la corriente intensa circular por el altavoz causando el chasquido tan desagradable y peligroso. (figura 2)

 

Figura 2 - Tensiones en la salida en función del tiempo para una fuente común y la fuente especial.
Figura 2 - Tensiones en la salida en función del tiempo para una fuente común y la fuente especial.

 

De la misma manera, cuando el amplificador es apagado, la fuente no interrumpe de inmediato el suministro de corriente, pero tarda unos segundos para ello, evitando así la aparición de transitorios.

Esta fuente se puede utilizar prácticamente con cualquier amplificador que requiera tensiones entre 27 y 62 V bajo corrientes de hasta 2 A.

 

EL CIRCUITO

Lo que tenemos en el caso es básicamente una fuente regulada convencional del tipo serie en que la tensión de salida es determinada por la referencia suministrada por un diodo zener.

En vista de la corriente requerida por la fuente ser elevada, y la corriente circulante en el diodo zener se limita a un valor muy pequeño, se utilizan dos transistores como reguladores, conectados en acoplamiento directo, como muestra la figura 3.

 

Figura 3 - El circuito de referencia
Figura 3 - El circuito de referencia

 

La polarización de estos transistores es suministrada por un tercer transistor que tiene por función retardar su funcionamiento evitando así la producción de transitorios.

Este transistor posee en su base un capacitor de alto valor en serie con el resistor de polarización el cual está conectado a una llave interruptora.

Cuando la llave se activa para conectar la fuente, la polarización del transistor no es inmediata. Se tarda un cierto tiempo hasta que la corriente en el mismo sea máxima y consecuentemente la tensión en la salida de la etapa reguladora que él controla sube gradualmente.

Para un capacitor de 100 uF tenemos un tiempo de ascenso del orden de 1 segundo que es más que suficiente para proteger el amplificador.

La tensión de salida es determinada por el diodo zener usado. En vista de la caída de tensión que existe en la unión emisora-base del transistor de salida, podemos decir que tendremos en la salida de la fuente siempre aproximadamente 0,7V a menos que la tensión del diodo usado.

Esto quiere decir que si usamos un diodo de 27 V tendremos en la salida cerca de 26,3V.

Los diodos zener usados son de 400 mW o 1,3 W BZX79 o BZX61 que se encuentran en las siguientes tensiones:

27 V 36 V 47 V 62 V 30 V 39 V 51 V 33 V 43 V 43 V 56 V

La tensión suministrada por el transformador en conjunto con el puente rectificador debe ser de un máximo de 80 V. Es conveniente utilizar un transformador que suministre junto con el puente rectificador una tensión de aproximadamente 10 V más que la tensión de salida.

El interruptor S1 que debe ser conjugado al interruptor que conecta la alimentación del circuito tiene por función iniciar el proceso de funcionamiento del paso regulador. (véase el diagrama)

Si el lector desea puede utilizar S1 separado, conectando en primer lugar el interruptor principal para después cuando desee alimentar el amplificador, accionarlo cuando entonces la tensión aplicada en el mismo será lenta.

 

MONTAJE

Los cuidados tomados con el montaje de esta fuente son los normales en este tipo de circuito.

El lector puede optar por un montaje en placa de circuito impreso o puente de terminales.

Importante a observar es la colocación del transformador en la caja que aloja el amplificador debiendo éste quedar alejado de los circuitos de entrada de audio para no haber captación de zumbidos.

El diagrama completo de la fuente especial se muestra en la figura 4.

 

Figura 4 - Diagrama de la fuente
Figura 4 - Diagrama de la fuente

 

El montaje en puente se da en la figura 5.

 

 

Figura 5 - Montaje en puente de terminales
Figura 5 - Montaje en puente de terminales

 

 

Para un montaje en placa de circuito impreso tenemos sugerencia en la figura 6.

 

Figura 6 - Placa para el montaje
Figura 6 - Placa para el montaje

 

Son las siguientes las principales precauciones que se deben tomar con el montaje de esta fuente:

a) el transistor de potencia Q3 debe montarse en un disipador de calor de gran superficie, preferiblemente en la parte posterior de la caja del amplificador o en un lugar bien ventilado, principalmente si el circuito opera en sus límites de capacidad. En la figura 7 tenemos la manera de instalar el transistor en el radiador de calor que debe tener una superficie de al menos 100 cm2.

 

Figura 7 - Montaje del transistor en el disipador
Figura 7 - Montaje del transistor en el disipador

 

b) El capacitor electrolítico de entrada (Cv) debe tener un valor compatible con el grado de filtrado deseado. Para aplicaciones comunes, su valor puede estar entre 1 000 y 2 200 uF. Su tensión de operación en el caso es importante. Si el transformador suministra hasta 50 V, la tensión del capacitor puede ser de 63 V o más. Si el transformador suministra más de 50 V la tensión del capacitor debe ser de al menos 80 V. En el montaje de este componente observe cuidadosamente su polaridad.

c) Los demás capacitores pueden ser de 63 V de tensión de trabajo, debiendo también en su instalación ser observada la polaridad.

d) Las resistencias usadas pueden ser todas de 0,5 W con tolerancia de 10% o 20% no habiendo polaridad para su conexión.

e) En la soldadura de los otros transistores observe también su polaridad dada por la posición relativa de las tres terminales. Evite el exceso de calor en la soldadura de estos componentes.

f) El puente rectificador puede ser de cualquier tipo capaz de trabajar con tensiones de 80 V bajo corrientes de 2,2 A. La B80C2200 (Semikron) puede ser usada. Como opción el lector puede emplear 4 diodos de 2 A x 100 V en puente.

g) En los casos en que la fuente trabaje en su límite de capacidad puede ocurrir el calentamiento también de Q2. En estos casos, este transistor deberá estar dotado de un pequeño disipador de calor que puede ser una placa de aluminio de 4 x 4 cm. Observe la polaridad de este componente en su conexión, así como de Q1.

h) Las interconexiones entre los componentes deben ser las más cortas posibles hechas con hilo flexible de cubierta plástica. Para las conexiones que soportan las corrientes principales es decir, conexiones del transformador, del puente de diodos, de las salidas y del colector de Q3 se debe utilizar hilo más grueso compatible con la corriente circulante.

Completado el montaje, para probar la fuente basta conectarla teniendo como carga un resistor de 33 ohms x 50 W en el caso en que la corriente suministrada al mismo estará entre 1 y 2 A.

Con un multímetro en su salida, conectado en la escala de voltios apropiada, accione el interruptor S1 verificando si su tensión sube gradualmente tardando cerca de 1 o 2 segundos para llegar al máximo.

Al apagar S1 la tensión debe caer de la misma manera.

 

Q1, Q2 - BD140 o BD138 - transistores PNP de potencia o equivalentes (TIP28, TIP32, etc.)

Q3 - 2N3055 con disipador

CV - capacitor de filtro 1 000 a 2 200 uF x 63 ó 80 V - ver texto

C1 - 10 uF x 63 V - capacitor electrolítico

C2 - 100 uF x 63 V - capacitor electrolítico

C3 - 100 uF x 63 V - capacitor electrolítico

R1 - 100 k ohms x 1/2 W - resistor (marrón, negro, amarillo)

R2 - 270 ohms x ½ W - resistor (rojo, violeta, marrón)

R3 - 47 ohms x 1/2 W - resistor (amarillo, violeta, negro)

D1 - diodo zener a 400 mW - ver texto

T1 - transformador de fuerza: primario de acuerdo con la red local y secundaria de acuerdo con la tensión deseada bajo corriente máxima de 2 A.

B - puente rectificador de 2 A x 80 V o 4 diodos de 2 A x 100 V.

S1 - interruptor simple

Varios: cable de alimentación, hilos, soldadura, placa de circuito impreso, tornillos, tuercas, disipador para el transistor, etc.

 

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