Calculo de amplificador hi-fi

Informe Amp de Potencia

INDICE

Introducción Condiciones del Proyecto Circuito Calculo de Vomax y Iomax Selección de Transistores de Potencia Ganancia del Sistema Selección de Excitadores Diseño de Etapa Diferencial Calculo de los Filtros de Fuente Ganancia Total Red de Entrada Calculo de Fuentes de Corriente Cálculo del Multiplicador de Vbe Capacidad de Compensación Protección deTransitorios Detalles Finales Simulación Calibración

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Informe Amp de Potencia

Amplificador de Hi-Fi
Introducción Un amplificador de Hi-Fi se caracteriza por usar 2 caminos de señal, tener una muy baja distorsión armónica, tener acople directo para evitar frecuencias de corte inferiores (fcif = 0), y salida de potencia en configuración AB.Condiciones de Proyecto Se pretende crear un amplificador de Hi-Fi con las siguientes características:
Po RL S fcsf fcif Riaf Fd THD% Datos para el Proyecto 40,0 W 4Ω 0,4 V 100.000 Hz 0 Hz 200.000 Ω 250 1,00%

Circuito:

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Informe Amp de Potencia Calculo de Vomax y Iomax Para comenzar con el proyecto, lo primero a calcular va a ser las tensiones y corrientes máximas de salida.Conociendo la Potencia de salida puedo despejar Vomax : V o ef 2= P o= V 2 max o 2

V 2 max o 2. RL => V o max= 2. P o . RL V o max=  2. 40W . 4  V o max=17,89 V V o max 2 17,89 V V o ef = 2 V o ef =12,65 V V o ef = V o max RL 17,89V I o max= 4 I o max=4,47 A Una vez obtenidos estos valores, adopto un valor para las resistencias de protección tipo PTC. Estas deben ser de un valor entre un 5% yuna 10% de RL. En este caso: R p=0,33  I o max= Teniendo el valor de las Rp, RL y sabiendo el valor de la corriente máxima, puedo calcular el valor de la fuente mínima necesaria.
V + = I o max .  RL R p V sat V sat ≈2V + V =4,47 A .4 0,33 2 V + V =21,36 V

Por lo tanto elijo el valor comercial más cercano: Fuente partida +/- 24V Calculo de Potencia Disipada por los Transistores deSalida. Del análisis de la potencia disipador por transistores en clase AB, se llego a la siguiente 3 de 17

Informe Amp de Potencia ecuación: 1,1. V fuente 2 40 . 0,8. R L V fuente =2 .V + + 2 1,1 . 2 .V  => P da = 40 . 0,8 . R L 2 1,1. 2 . 24V  P da= 40 . 0,8. 4  P da=21,78W P da= Selección de Transistores de Potencia Conociendo la potencia máxima disipada, la corriente máxima que debemanejar los transistores y sabiendo que: 2.V+ BVCE O = 0,75 2 . 24V BVCE O = 0,75 BVCE O =64 V
Ic max Bvceo Pda max Hfe VA1 Complementario Transistores de Salida > > > > Maximo TIP142 4,47 A 64,0 V 21,78 W 10,00 A 100,0 V 125,00 W 4000 100,0 V TIP147 Tip 122/1127 2SD1277 5,00 A 8,00 A 100,0 V 60,0 V 125,0 W 45,0 W 1500 5000 100,0 V 2SB0951

En la elección debo tratar de obtener el valor de hfe lomayor posible. Por disponibilidad en el mercado, precio y características elegimos el par complementario TIP142/147. Ganancia del Sistema De los parámetros iniciales del sistema, se puede calcular la ganancia necesaria, así como también la red ẞ, y la ganancia a lazo abierto. Voef 12,65 V = S 0,4 V Av f =31,62 Av f = 1 1 = Av f 31,62 =0,0316 =

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Informe Amp de Potencia THD =1− 1 11  Av= 1 A

1 −1 1−THD % 1  Av 1 −1 1−0,01  Av99 1 1 Av99. =99.  0,0316 Av3130,65 Sabiendo que Av es el producto de la ganancia de las 3 etapas, siendo la ultima un colector común, el cual no solo no tiene ganancia de tensión, sino que tiene una pequeña caída Entonces es posible hacer el siguiente razonamiento: Av= Av 1 . Av 2 . Av3 Av 3=0,8 Av 3130,65 Av 1 . Av2 =  Av 3 0,8 Av 1 . Av23913,32 Por lo tanto consideramos un valor de Av1 . Av2 de 4000 como para poder seguir holgados en cuanto a errores por aproximación. Finalmente debemos dividir la ganancia obtenida entre las 2 primeras etapas. Para lo cual elegimos considerar: Av 2=−400 Av 1=−10 Selección de Excitadores: I omax 4,47 A = 1h FE1 14000 I b1max =1,12 mA I b1max = Analizando el circuito, podemos ver que a la...