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domingo, 24 de outubro de 2021

Amplificador de Audio 140W RMS com Mosfets IRFP240/IRFP9240 + PCI

Fig. 1 - PCB - Amplificador de Audio 140W RMS com Mosfets IRFP240/IRFP9240

Olá a todos!

No post de hoje, iremos apresentar um amplificador de potência que usa dois transistores MOSFETs complementares IRFP240 e IRFP9240 na etapa de potência.

Este amplificador opera com tensão simétrica de +47Vcc | 0V | -47Vcc, e fornece saída de 110W RMS em um alto-falante de 8 ohms, se usado um alto-falante de 4 ohms, a potência de saída será de 160W RMS.

Este amplificador é bastante indicado para  uso como  amplificador de alta qualidade HI-FI, ja que possui um nível de distorção muito baixo, próximo a 0,1% THD, com uma sensibilidade de entrada de 1,2Vrms. Além disso, ele possui uma  largura de banda ampla, que fica entre 10Hz a 22kHz.

Na Figura 2 temos o circuito esquemático completo do amplificador de audio 140W RMS com Mosfets IRFP240 e IRFP9240 de saída.

Fig. 2 - Amplificador de Audio 140W RMS com Mosfets IRFP240/IRFP9240

Como Funciona o Circuito

Esse amplificador está dividido em 3 estágios básico, são eles:
  • Primeiro Estágio: É formado pelo conjunto de; um potenciômetro P1 de 10K, ele é responsável pelo controle de volume, trabalha de forma que, quando há o fechamento total do potenciômetro, ele faz o aterramento de entrada evitando qualquer ruído quando a entrada estiver sem sinal, e quando aberto, ele envia proporcionalmente o sinal de entrada para o capacitor C1.

    O capacitor C1 é o desacoplador, ele tem a função de inibir a tensão CC na entrada do amplificador, esse capacitor é de suma  importância para não haver alteração de polarização na base do transistor Q1.

    O transistores Q1 e Q2 formam o amplificador diferencial, que tem a como principal característica a capacidade de amplificar a diferença dos sinais de entrada sem amplificar o sinal de modo comum.

    Os resistores R5 e R6 são responsáveis por determinar o valor proporcional de amplificação de todo o circuito amplificador. 
  • Segundo Estágio: É formado pelo segundo circuito amplificador diferencial construído pelos transistores Q5 e Q7.

    O transistor Q6 é o circuito de corrente constante para a polarização do MOSFET de saída, pode ser ajustado através do trimpot P2. Isso fará com que os circuitos estejam mais estabilidade.

  • Terceiro Estágio: É o estágio de saída composto pelos transistores MOSFET IRFP240 e IRFP9240 que são operados na classe AB. e tem uma boa eficiência, cerca de 78%.

    Os capacitores de rede C6 e R14 são usados para darem maior contexto nas altas frequências e evitar o aumento abrupto das oscilações.

    Para a bobina L1, enrole 10 voltas de fio de cobre esmaltado 18AWG com diâmetro de 3/8" ou 1cm sem núcleo físico.
Para os transistores MOSFETs de saída, é necessário um Dissipador de Calor para dissipar toda temperatura gerada nos transistores de saída, eles devem ter as dimensões médias de 20x10x10 centímetros, já funcionarão muito bem.

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A Fonte de Alimentação

A fonte de alimentação requerida para esse circuito amplificador de potência de 140 Watts, deve ter ao menos uma potência em conformidade com as dispostas nesse amplificador.

Seguindo a lei de ohms, temos que: A potência é igual a tensão multiplicada pela corrente.
A tensão é de 45V
Potência total é de 140W (em 4R)

Então a corrente calculada é:

  • P = V * I
  • I = P / V
  • I = 140 / 45
  • I = 3.1A
Nesse caso a fonte de alimentação deve ter no mínimo, para esse amplificador "Um Canal", 3.1A, lembrando que estamos falando de fonte de alimentação com Corrente Contínua CC.

Para quem precisar, temos um post com a placa de circuito impresso e tudo mais para quem deseja fazer a sua própria fonte com qualidade e simplicidade, segue o link abaixo.

Lista de Componentes

  • Q1, Q2 .................. Transistor PNP 2SA1016 (ou 2N3906, BC558A733)
  • Q3, Q4 .................. Transistor NPN MJE340
  • Q5 ......................... Transistor PNP MJE350
  • Q6 ......................... Transistor Mosfet Canal N IRFP240 
  • Q7 ......................... Transistor Mosfet Canal P IRF9240

  • D1 ....................... Diodo 1N4007 

  • C1 ....................... Capacitor eletrolítico 2.2uF / 35V
  • C2 ....................... Capacitor eletrolítico 47uF / 35V
  • C3, C4 ................ Capacitor de Cerâmica / Poliéster 33pF
  • C5 ....................... Capacitor de Cerâmica / Poliéster 5.6nF 
  • C6 ....................... Capacitor de Cerâmica / Poliéster 47nF 
  • C7, C8 ................ Capacitor Eletrolítico de 220uF / 65 V
  • C9, C10 .............. Capacitor de Cerâmica / Poliéster 220nF

  • R1 ......................... Resistor de 47 k ohms (amarelo, violeta, laranja, ouro)
  • R2, R4 .................. Resistor de 3.9k ohms (laranja, branco, vermelho, ouro)
  • R3 ......................... Resistor de 56K ohms (verde, azul, laranja, ouro)
  • R5 ......................... Resistor de 1K ohms (marrom, preto, vermelho, ouro)
  • R6 ......................... Resistor de 22K ohms (vermelho, vermelho, laranja, ouro)
  • R7, R8, R9, R10.... Resistor de 100 ohms (marrom, preto, marrom, ouro)
  • R11, R12 ............... Resistor de 470 ohms (amarelo, violeta, marrom, ouro)
  • R13, R14 ............... Resistor de 10 ohms (marrom, preto, preto, ouro)  
  • P1 .......................... Potenciômetro 10K
  • P2 .......................... Trimpot de 1K

  • L1 .......................... Indutor 5uH *Ver texto

  • B1, B3 ................... Terminal Kre Block Borne 2 Pinos
  • B2 .......................... Terminal Kre Block Borne 3 pinos

Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando a Placa de Circuito Impresso para baixar, como ilustrada na Figura 1, é um link direto, e nele estamos disponibilizamos os arquivos GERBER, PDF, LAYOUT, PNG, para download no link abaixo.

Arquivos para download

Link direto para o MEGA:


E por hoje é só, espero que tenham gostado!!!

Quaisquer dúvidas, sugestões, correções, por favor, deixe nos comentários abaixo, que em breve estaremos respondendo.

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Forte abraço.

Deus vos Abençoe

Shalom

2 comentários: