AMPLIFICATORE DI POTENZA A SINGOLO TRANSISTOR

NE555   Amplificatore di Potenza con Singolo Transistor che Funge da Finale e utilizza Pochissimi altri Componenti pur avendo Buona Potenza in Uscita…


 
 
 
 



 

INTRO

Il seguente schema garantisce di avere una elevata semplicità visto che usa un amplificatore operazionale come stadio di ingresso e un singolo transistor come stadio di potenza. A differenza dei classici amplificatori che hanno due transistor come finali, questo schema ne ha uno solo anche se a scapito della qualità del suono.

La tensione di alimentazione è singola con tensione massima di 20V e con una potenza di 15W RMS ovvero 30W musicali.

Le caratteristiche di questo schema sono:

NE555

L’amplificatore è alimentato con una tensione singola a basso ripple di 20V. La tensione può essere ridotta ma viene ridotta anche la potenza in uscita. Si sconsiglia di aumentare la tensione di alimentazione a meno che non si usi un buon dissipatore di calore.

L’amplificazione di tensione è di 2 volte e la tensione di ingresso massima è 2V RMS.

 




 

SCHEMA

Come transistor finale di potenza si può usare un transistor bipolare in configurazione Darlington, un MOSFET oppure un IGBT. In simulazione sono usati tutti e tre i tipi di finale mentre nella prova pratica solo un IGBT.

Gli schemi sono i seguenti e in ordine vi è quello con IGBT, con Darlington e infine quello con MOSFET:

NE555

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Il segnale audio entra dal pin Vin, viene filtrata la componente continua dal condensatore C1 che inoltre insieme al diodi D1 forma un fissatore che fa si che il segnale in ingresso diventi solo positivo. Come diodo D1 va usato un diodo qualsiasi o Schottky o al germanio. Il segnale giunge all’amplificatore operazionale che riceve sul pin positivo il segnale e su quello negativo metà segnale di uscita. Per il principio del cortocircuito virtuale sul pin positivo e negativo dell’amplificatore operazionale si deve avere la stessa tensione. Il transistor Q1 funge da finale e può essere un BJT Darlington NPN con corrente di almeno 2A, un MOSFET di tipo N con corrente di almeno 2A e tensione di soglia molto bassa (1V) oppure un IGBT con tensione di soglia anch’essa bassa.

R3, R2 e C3 fungono da feedback del sistema mentre R4 e C4 filtrano le componenti ad alta frequenza.

Il segnale in uscita si trova sui pin Vout ed è li che va connesso l’altoparlante.

 




 

RISULTATI

La distorsione armonica è stata misurata e risulta 0.2 con la tensione in ingresso a metà valore mentre sale a 0.4 alla massima potenza.

Il segnale in ingresso e in uscita, misurati con l’oscilloscopio hanno la seguente forma:

NE555

Il circuito montato su breadboard ha la seguente configurazione:

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POTENZA E SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO

Il transistor Q1 assorbe 16W (Potenza_max) circa. In base al tipo di finale usato bisogna calcolare il dissipatore da usare. Rt_case è la resistenza termica del case, Tmax_desiderata è la tensione del silicio interna al finale che si desidera e deve essere di una decina di gradi minore di quella massima supportata. Tamb è la temperatura ambiente (considerare 30 gradi centigradi come caso peggiore), Rt_contatto è la resistenza termica tra il transistor e il dissipatore e usando la pasta termica senza mica si ha un valore di 0.5°C/W.

La formula per calcolare il valore del dissipatore è:

Rtermica_dissipatore = (Tmax_desiderata-Tamb)/Potenza_max – Rt_case – Rt_contatto

 

DOWNLOAD

Potete scaricare la simulazione con MULTISIM 14 al seguente LINK!!!




 

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AMPLIFICATORE DI POTENZA A SINGOLO TRANSISTOR ultima modifica: 2017-01-08T11:19:29+00:00 da ne555

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