|
| Amplificador de 170W em Ponte usando CI TDA7294 + PCB |
💡 Dica do especialista: Este projeto é ideal para quem busca um amplificador de alta potência com excelente qualidade sonora para sistemas de áudio residenciais, pequenos eventos ou estúdios de gravação caseiros.
Olá, entusiastas da eletrônica!
Apresentamos hoje um Amplificador de Áudio de Potência Classe AB que utiliza dois Circuitos Integrados TDA7294 em configuração Bridge (ponte) para acionar um ou mais alto-falantes de potência.
Este circuito fornece uma potência de saída total de 170W, com excelente qualidade sonora, alimentado por uma fonte de alimentação simétrica. Imagine a potência necessária para animar uma pequena festa ou para proporcionar uma experiência de áudio imersiva em sua sala de estar - é exatamente isso que este amplificador pode oferecer!
O Amplificador responde excepcionalmente bem a todas as faixas de frequências audíveis, e possui um design minimalista e compacto, o que torna este amplificador uma excelente escolha para uma gama sem precedentes de aplicações, desde sistemas de som domésticos até pequenos estúdios de gravação.
🎯 Principais vantagens deste projeto:
- Alta potência com componentes relativamente simples
- Excelente qualidade sonora com baixa distorção
- Proteção térmica e contra curto-circuito integradas
- Design compacto ideal para aplicações com espaço limitado
📒 Descrição do Circuito Integrado TDA7294
O TDA7294 é um circuito integrado monolítico em invólucro Multiwatt15, projetado para uso como amplificador de áudio classe AB em aplicações de Alta Fidelidade (Hi-Fi), como sistemas de áudio residenciais, caixas ativa, amplificadores para guitarra e TVs de alta qualidade.
Graças à sua ampla faixa de tensão e alta capacidade de corrente de saída, é capaz de fornecer a maior potência em cargas de 4Ω e 8Ω, mesmo na presença de regulação pobre da fonte de alimentação, com alta Rejeição de Tensão de Alimentação.
A função de silenciamento (muting) incorporada com atraso na ligação simplifica a operação remota, evitando ruídos de ligar/desligar. Pense nisso como um "start suave" para seu amplificador, protegendo tanto os componentes quanto seus alto-falantes.
🔍 Para os curiosos: O que torna o TDA7294 especial?
O TDA7294 combina tecnologia DMOS (MOSFET de dupla difusão) no estágio de saída com circuitos bipolares nos estágios de entrada, resultando em um chip que oferece o melhor dos dois mundos: a linearidade dos transistores bipolares e a eficiência dos MOSFETs. É por isso que este CI é tão valorizado em projetos de áudio de alta qualidade!
💡 Principais Vantagens da Configuração em Ponte (Bridge)
A configuração em ponte (bridge) é como ter dois amplificadores trabalhando em equipe para dobrar a potência disponível. Em vez de cada amplificador trabalhar com uma referência de terra, eles operam em oposição de fase, essencialmente "empurrando e puxando" o alto-falante simultaneamente. O resultado? Potência significativamente maior sem a necessidade de aumentar a tensão da fonte de alimentação!
- Alto desempenho de potência com limitação de nível de tensão da fonte de alimentação.
- Potência de saída consideravelmente alta, mesmo com valores de carga elevados (ou seja, 16 Ohm).
- Para um Alto-falante de 8Ω, com Vs = ± 25V, a potência máxima de saída obtida é de 150W, enquanto com um Alto-falante de 16Ω, Vs = ± 35V, a potência máxima é de 170W.
⚡ Analogia para entender a configuração Bridge:
Imagine dois empurradores em uma gangorra. Em vez de apenas um empurrar (configuração simples), ambos empurram simultaneamente em direções opostas, dobrando efetivamente a força aplicada. É exatamente isso que a configuração Bridge faz com o sinal de áudio!
⚙️ Características Técnicas
- Faixa de Tensão de Operação (± 10V a ±40V)
- Estágio de Saída DMOS
- Alta Potência de Saída (Até 100W musicais)
- Funções de Mute / Stand-By
- Sem Ruído ao Ligar/Desligar
- Sem Células de Boucherot
- Distorção Muito Baixa
- Ruído Muito Baixo
- Proteção contra curto-circuito
- Desligamento térmico
📊 Comparativo de desempenho:
| Configuração | Impedância | Tensão | Potência |
|---|---|---|---|
| Único TDA7294 | 8Ω | ±25V | 70W |
| Bridge (2x TDA7294) | 8Ω | ±25V | 150W |
| Bridge (2x TDA7294) | 16Ω | ±35V | 170W |
🔅 Aplicação em Configuração Bridge
Nosso amplificador está configurado em modo Bridge, onde dois CIs TDA7294 são utilizados. Com este tipo de configuração, obtemos uma potência significativa de 170W, no entanto, existem duas configurações diferentes:
- Para Alto-falante de 8Ω - Vs = ± 25V, a potência máxima de saída é de 150W.
- Para Alto-falante de 16Ω - Vs = ± 35V, a potência máxima é de 170W.
Sabemos que o TDA7294 suporta alto-falantes de 4Ω ou 8Ω em versão mono, no entanto, para esta aplicação em configuração Bridge, a impedância do alto-falante não deve ser inferior a 8Ω por razões de dissipação e capacidade de condução de corrente dos Circuitos Integrados.
⚠️ Aviso importante:
Nunca use alto-falantes com impedância inferior a 8Ω nesta configuração Bridge! Isso pode sobrecarregar os CIs TDA7294, causando superaquecimento e possível danos permanentes aos componentes.
🔌 Esquema Elétrico
Na Figura 2 abaixo, temos o arranjo dos componentes do circuito do amplificador com os dois CIs TDA7294. Como podemos ver, a complexidade não é extrema.
Como existem poucos componentes externos, a montagem do circuito do amplificador é muito simples, e um técnico ou hobbyista com experiência média pode montá-lo sem muita dificuldade.
É importante ter cuidado ao montar o circuito, não invertendo nenhum componente como diodos ou capacitores, ou mesmo ao conectar a tensão simétrica da fonte de alimentação.
Não inverta os polos de tensão, pois o circuito integrado ou outros componentes podem ser danificados.
|
| Fig. 2 - Esquema do Circuito Amplificador de 170W em Ponte com CI TDA7294 |
🔍 Análise do esquema:
O esquema mostra dois CIs TDA7294 configurados em ponte. O primeiro CI (U1) funciona como amplificador não-inversor, enquanto o segundo (U2) opera como um amplificador inversor. Esta configuração cria sinais de áudio opostos que são aplicados às duas extremidades do alto-falante, dobrando efetivamente a tensão através dele e, consequentemente, quadruplicando a potência (P = V²/R).
📚 Você também pode se interessar por:
🧾 Lista de Materiais
- Semicondutores
- U1, U2 ........................ Circuito Integrado TDA7294
- D1 ............................... Diodo de Silício 1N4148
- Resistores
- R1, R5, R6, R8, R10 ... Resistor 22K (vermelho, vermelho, laranja, dourado)
- R2 ................................ Resistor 20K (vermelho, preto, laranja, dourado)
- R3 ................................ Resistor 10K (marrom, preto, laranja, dourado)
- R4 ................................ Resistor 30K (laranja, preto, laranja, dourado)
- R7, R9 ......................... Resistor 680Ω (azul, cinza, preto, dourado)
- Capacitores
- C1, C4 ......................... Capacitor Cerâmico/Poliéster 1μF
- C2, C3, C5, C6 ............ Capacitor Eletrolítico 22μF
- Outros
- P1, P2 ......................... Conector de Parafuso Tipo 5mm 2-Pinos
- P3 ................................ Conector de Parafuso Tipo 5mm 3-Pinos
- J1 .................................Conjunto de conectores macho 3-Pinos (Opcional)
- Outro ........................... PCB, Fios, Alto-falante, etc.
💡 Dicas para montagem:
- Use solda de boa qualidade para garantir conexões confiáveis
- Verifique a polaridade dos capacitores eletrolíticos antes de soldar
- Considere usar soquetes para os CIs TDA7294 para facilitar possíveis substituições
- Teste o circuito com tensão reduzida antes de aplicar a tensão total
⚡ Fonte de Alimentação
A fonte de alimentação dependerá de qual potência de saída você escolherá, que também dependerá de quantos Ohms seu alto-falante terá. Temos duas versões:
Versão 1 - Saída de 150W.
- Alto-falante deve ser de 8Ω e a tensão máxima é de ±25V
Versão 2 - Saída de 170W.
- Alto-falante deve ser de 16Ω e a tensão máxima é de ±35V.
Lembre-se que para ambas as versões é utilizada uma fonte de alimentação simétrica, ou seja, [ +VCC | GND | -VCC ]. Com uma corrente de pelo menos 6 Amperes.
🔧 Recomendações para a fonte de alimentação:
Para obter o melhor desempenho deste amplificador, recomendamos uma fonte de alimentação com boa regulação e baixo ripple. Transformadores com núcleo de ferro silício e capacitores de filtro de alta qualidade farão uma diferença notável na qualidade sonora final. Considere adicionar capacitores de desacoplamento próximos aos CIs para melhorar a resposta em altas frequências.
🖨️ Placa de Circuito Impresso (PCB)
Na Figura 4, fornecemos a PCB - Placa de Circuito Impresso, em arquivos GERBER, PDF e PNG. Estes arquivos estão disponíveis para download gratuito, no servidor MEGA, em um link direto, sem qualquer desvio.
Tudo para facilitar para você uma montagem mais otimizada, seja em casa, ou com uma empresa que imprime a placa. Você pode baixar os arquivos na opção de Download abaixo.
|
| Fig. 4 - PCB do Amplificador de 170W em Ponte usando CI TDA7294 |
🔧 Dicas para fabricação da PCB:
- Para melhor dissipação de calor, considere usar uma PCB com cobre espesso (35μm ou mais)
- Se possível, adicione áreas de cobre adicionais sob os CIs para ajudar na dissipação térmica
- Verifique se as trilhas de alimentação são largas o suficiente para suportar a corrente necessária
- Considere adicionar furos de montagem próximos aos CIs para facilitar a instalação de dissipadores de calor
📥 Arquivos para download, Link Direto:
Clique no link ao lado: Arquivos GERBER, PDF e PNG
❓ Perguntas Frequentes
1. Posso usar este amplificador com alto-falantes de 4Ω?
Não recomendamos. Esta configuração Bridge foi projetada para funcionar com impedância mínima de 8Ω. Usar alto-falantes de 4Ω pode sobrecarregar os CIs, causando superaquecimento e possível dano permanente.
2. É necessário usar dissipadores de calor nos CIs TDA7294?
Sim, absolutamente! Os CIs TDA7294 dissipam calor significativo durante o funcionamento, especialmente em potências elevadas. Recomendamos usar dissipadores de calor adequados para cada CI, com área suficiente para manter a temperatura abaixo de 80°C.
3. Posso transformar este amplificador em um sistema estéreo?
Para criar um sistema estéreo, você precisaria construir dois circuitos idênticos a este, um para cada canal. Alternativamente, você poderia configurar cada TDA7294 individualmente (em vez de em ponte) para criar dois canais de menor potência.
4. Qual é a qualidade sonora esperada deste amplificador?
O TDA7294 é conhecido por sua excelente qualidade sonora, com baixa distorção harmônica (tipicamente menos de 0.1%) e baixo ruído. Você pode esperar um som limpo e detalhado, adequado para aplicações de áudio de alta fidelidade.
5. Este amplificador é adequado para guitarras ou instrumentos musicais?
Sim, este amplificador funciona muito bem para guitarras e outros instrumentos musicais. Sua alta potência e baixa distorção proporcionam um som limpo e dinâmico. Para aplicações de guitarra, você pode querer adicionar um circuito de pré-amplificador ou efeitos antes deste estágio de potência.
🎯 Dicas para obter o melhor desempenho:
- Use fios de boa qualidade para as conexões de áudio e alimentação
- Posicione os CIs o mais próximo possível dos capacitores de desacoplamento
- Considere adicionar um ventilador para melhorar o resfriamento em uso contínuo
- Use uma gaiola de Faraday ou blindagem adequada se houver interferência de RF
👋 E por hoje é só, espero que tenhamos alcançado suas expectativas!
Agradecemos por visitar o nosso blog e esperamos tê-lo(a) novamente por aqui em breve. Não deixe de conferir nossos outros conteúdos sobre tecnologia e assuntos variados.
🙏 Se inscreva no nosso Blog! Clique Aqui — FVM Learning!
Nos ajude a divulgar nosso trabalho, compartilha nas redes sociais, Facebook, Instagram, nos grupos de WhatsApp, uma simples atitude sua, faz com que cresçamos juntos e melhoremos o nosso trabalho!
Forte abraço!
Deus vos Abençoe!
Shalom.
Nenhum comentário:
Postar um comentário