CONSTRUYA UN AMPLIFICADOR DE 180W CON TDA7294
Cuando ya tenemos todos los materiales y hemos hecho el circuito
impreso (PCB), comenzamos por colocar todas las resistencias. Para
esto de debe tomar como guía la máscara de componentes que se
encuentra en nuestro archivo PDF. Se deben colocar de manera
ordenada, y con buena estética.
En esta fotografía se aprecian dos resistencias de 56K y una de 1K,
que tienen como función graduar la ganancia de entrada del
amplificador. Ganancia es la sensibilidad a las señales de audio
provenientes de algún reproductor. Las resistencias de 5.1K son las
que llevan la el voltaje de media que va a los pines de stand by y
muting.
La primera resistencia de 56K, que está más cerca, va en paralelo con la entrada de señal. Esta fija la impedancia de
entrada. La otra resistencia de 56K que está al fondo, va conectada de la salida a parlante (pata 14), a la entrada
inversora del integrado (pata 2). La resistencia de 1 K va de la entrada inversora, a tierra con un condensador. La
división de la resistencia de 56K por la de 1K, da como resultado la ganancia del amplificador. Si desea disminuir la
ganancia para dar un sonido más limpio, puede bajar la R56K hasta 22K. Lo que no se debe hacer en este caso es subir
la resistencia de 56K, porque se desestabiliza el amplificador.
Los puentes o jumpers son trozos de alambre que se encargan de
unir dos pistas por la parte superior del impreso, que al momento
de hacer el diseño del impreso no pudieron ser unidas por la parte
inferior. Los (jumper) son reciclados a partir de las patas sobrantes
de las resistencias, cuando son cortadas después de soldadas.
Luego de colocar todos los puentes o Jumpers, proceda a soldarlos
por la parte inferior de la tarjeta, teniendo cuidado de que no se
salgan al momento de voltear la tarjeta. Para esto doble las patas
de los puentes ligeramente hacia fuera.
Observe como deben verse los Jumpers después de colocados y soldados. Evite que queden levantados o torcidos para
dar una buena presentación.
El diodo 1N4148 de encapsulado de vidrio, tiene como principal
propiedad la conmutación a alta velocidad, entre los estados de
alta impedancia y baja impedancia (4 nanosegundos). Los diodos
tienen una banda negra que diferencia el terminal negativo o
cátodo, del positivo o ánodo. La función del diodo 1N4148 en este
amplificador, es la de enviar ciclos positivos a la pata 9 del
TDA7294, que es (stand by), pasando primero por unas
resistencias, y a la pata 10, que es (Muting). Si desea, puede colocar
un interruptor en serie con el diodo y usarlo como interruptor de
encendido, de esta manera no habrá el molesto (pop) al encender.
Sólo basta con soltar la pata del cátodo del diodo y colocar el interruptor entre el orificio y la pata del diodo.
NOTA: Cuando el diodo 1N4148 está defectuoso, el amplificador no enciende. Es importante medir, con el multímetro
en voltaje DC, colocando la punta negra en tierra y la roja en el cátodo del diodo. Deberá medir entre 14 y 16 voltios. Si
no aparece este voltaje, seguramente es que el diodo está averiado y es necesario cambiarlo.
Pensando en la comodidad al momento de hacer una reparación
del amplificador, debemos colocar bases para el integrado que
faciliten el cambio de los TDA7294. En este caso utilizamos una
base de 16 pines cuadrada y una de 14 pines, cortadas a la mitad.
Se coloca media base de una y media de la otra, ya que el integrado
tiene 8 patas en su parte delantera y 7 en la parte posterior. Esto es
muy útil cuando deseamos cambiar un integrado, sólo basta con
soltar el tornillo que lo sujeta al disipador y el circuito integrado
saldrá fácilmente.
El fusible es un componente usado para la protección de los
circuitos, está formado por un filamento, lámina o hilo de aleación
metálica de fácil fundición, que se funde con el calor producido por
el paso de la corriente, superior al soportado por el fusible,
evitando que el circuito se queme.
El amplificador tiene dos fusibles en la tarjeta, que pueden ser
entre 5 y 6 amperios. Cada uno esta; uno a la salida de voltaje
positivo y el otro a la salida de voltaje negativo de la fuente
rectificadora.
Cuando se genera un corto circuito, el primer fusible que se quema
es el de la entrada del transformador, pero en algunos casos alcanza a pasar mucha corriente al circuito impreso,
derritiendo las pistas y generando, en daños irreparables. Por eso son importantes estos dos porta fusibles en la
tarjeta, que van a detener los excesos de corriente.
El condensador de 390 picofaradios que está en paralelo con la
entrada de señal, se encarga de absorber posibles ruidos de DC,
provenientes del aparato reproductor. El condensador los envía a
tierra. Este condensador trabaja ligado a la resistencia de 56K que
fija la impedancia de entrada.
El valor de este condensador puede oscilar entre 270 pF y 470
picofaradios. Si lo coloca más alto, comienza a limitar el ancho de
banda, enviando las frecuencias altas a tierra. Esto puede ser útil
para hacer un subwoofer, claro está con la versión monofónica de 90W de este amplificador.
Coloque todos los condensadores de poliéster. La función de cada
condensador cambia según su ubicación en el circuito. En este caso
los dos condensadores de 0.47 uF (474) que vemos en la fotografía,
son los condensadores de desacople de entrada. Es decir que van
en serie con la entrada de señal y restringen el paso de voltajes DC
que puedan venir del reproductor o del preamplificador que
conectemos a la entrada.
Los dos condensadores de 0.1 uF (104), son condensadores de
derivación de voltaje de la fuente. Se encargan de provenir posibles
rizados que vengan de la fuente. Esto traducido a un concepto más práctico, quiere decir que no permiten corrientes
que puedan introducir ruido en al amplificador.
Bobinas de la Red de Zobel
La Red de Zobel es un circuito que se encarga de proteger la salida del TDA7294, de corrientes o inductancias inversas,
que pueda producir el parlante. También evita posibles oscilaciones. Está formada por 4 componentes: Un
condensador de 0.1 microfaradios (104) y una resistencia de 2.7 ohmios, que están entre la salida y tierra, y a su vez
van en serie uno del otro. Una resistencia de 8.2 ohmios en paralelo con una bobina y están en serie con el parlante.
Las bobinas se construyen con alambre de cobre magneto, del mismo usado para la fabricación de los
transformadores. En este caso usamos alambre calibre 18 según la Tabla AWG, (1.024 mm.) y con una broca de 3/8
que usamos como molde o formaleta, damos 11 vueltas uniformemente, cortamos el excedente de alambre y
enderezamos las patas de la bobina, dándoles la forma que se
aprecia en la fotografía.
Coloque los condensadores electrolíticos, teniendo en cuenta de
respetar su polaridad. En la máscara de componentes que
entregamos en el archivo PDF, se muestra la posición correcta de
cada uno. Los condensadores tienen una franja blanca con un signo
menos (-). Además por lo regular su pata negativa es más corta que
la positiva. Revise muy bien la polaridad antes de soldar. Si por
error coloca un condensador al revés, será fatal para el circuito, con
fallas que pueden ser desde un mal funcionamiento, hasta la
perdida de los condensadores por explosión de los mismos. El
voltaje mínimo de los condensadores es de 50 voltios. Recuerde que puede usar condensadores de voltaje más altos
sin ningún problema. Lo que nunca debe hacer es colocar un condensador por debajo del voltaje DC que alimente el
circuito, de lo contrario se revientan.
En la entrada de señal hemos colocado un conector de 3 pines. Es
aquí donde se conecta el preamplificador, un ecualizador, el
computador de la video rockola o el reproductor que piense
amplificar.
Los dos pines de los extremos son las entradas de señal, izquierda
(L) y derecha (R). El pin del centro, es tierra o masa. Para
transportar la señal desde preamplificador, hasta la entrada de
señal del amplificador, se debe usar un cable estereo blindado o
apantallado. De no hacer esto se pueden introducir ruidos
parásitos. Este amplificador se puede usar con el Ecualizador de 5 bandas, dando una excelente respuesta y definición.
Si desea utilizar el amplificador solo, para tener una respuesta plana (flat), deberá colocar un potenciómetro doble,
entre la fuente de señal y el amplificador.
En la salida de parlantes hemos colocado un conector Molex de 6
pines. Para lograr la distancia adecuada entre cada pin, tomamos el
conector macho y le retiramos un pin de por medio. Si no consigue
este tipo de conectores en su país, puede usar un conector
diferente. Lo importante es que se acople al circuito impreso. La
hembra de este conector lleva los cables que Irán al parlante. La
utilización de conectores es importante, ya que permite la fácil
desconexión, al momento de un mantenimiento, una avería o
simplemente de ser necesario al momento del ensamble.
Colocamos el puente de diodos de 10 amperios como mínimo.
Debemos colocarlo en la posición correcta, según la posición
mostrada en el dibujo de la máscara de componentes. Este
amplificador trabaja con fuente dual o simétrica.
Un puente de diodos tiene en su interior 4 diodos rectificadores. La
función del puente de diodos es la de separar los semiciclos
negativos y los semiciclos positivos, entregando los semiciclos
positivos a través de la pata marcada con un mas (+), y los
semiciclos negativos a través de la pata marcada con un menos (-).
Aunque este puente de diodos es de 10 amperios, puede ser de
más amperios, en caso de no conseguir uno igual.
Ahora veamos el conector de alimentación del ventilador. Por lo
general los ventiladores (cooler) que se consiguen en el mercado
son de 12 voltios DC. Este amplificador trabaja a +37V, -37V DC.
Para poder alimentar el ventilador se hizo una derivación de los
+37 voltios y le colocamos una resistencia en serie, que se encarga
de limitar la corriente y así alimentar un ventilador de 12 voltios,
sin que este se queme o averíe. La resistencia del ventilador se
calcula así: 37 voltios de alimentación positiva del amplificador,
menos 12 voltios del ventilador, igual a 25 voltios; esto dividido
entre los miliamperios que consume el ventilador = a resistencia en
Ohmios. Para este caso usamos un ventilador de 270 miliamperios.
Entonces tenemos que:
25VDC / 0.27 amp = 92.5 ohmios. La resistencia a usar seria una de 100 a 120 ohmios, pero como el calor de esta
resistencia es alto, lo podemos bajar a la mitad colocando dos resistencias de 220 ohmios en paralelo, se divide su
valor en ohmios a la mitad, y se reparte el calor entre las dos. Para saber la potencia de la resistencia, se calcula a
partir de multiplicar voltaje por amperaje. Ejm. 12V x 0.27 amp = 3.24 watts. Claro está que si usamos dos de 5W,
tenemos 10W y van a estar menos calientes.
Ahora ya tenemos la tarjeta terminada. Vale la pena recordar que
se deben colocar los componentes derechos, hacer soldaduras
impecables y lavar la tarjeta con thinner para retirar cualquier
partícula de soldadura que pueda generar corto circuitos, sin
contar con la buena presentación que da una buena tarjeta, bien
ensamblada y limpia.
DE LA CALIDAD DEL IMPRESO, DEL ENSAMBLE Y DE LAS
SOLDADURAS, DEPENDE EL ÉXITO DE CUALQUIER PROYECTO.
Revise una y otra ves la posición de los componentes, usando como guía la máscara de componentes dada en nuestro
archivo PDF.
NOTA: Si no tiene experiencia en el ensamble de proyectos electrónicos, le recomendamos comenzar por un circuito
mas sencillo y no olvide leer nuestra sección de Recomendaciones.
El TDA7294 es un circuito integrado monolítico de 15 patas, que funciona como amplificador de audio clase AB y es
muy utilizado en aparatos de alta fidelidad. Tiene una amplia gama de voltajes en los que puede operar y
la capacidad soportar corrientes altas. Soporta cargas de 4 Ohmios o 8 Ohmios, incluso con mala regulación y con
una tensión alta de alimentación de rechazo. El TDA7294 tiene función de (muting), que evita ruidos de encendido y
apagado.
La parte de atrás de los integrados TDA7294 conduce un voltaje de -37 voltios aproximadamente. Por esto es
recomendable aislar los integrados. De no hacerlo el disipador quedará electrificado y al momento de atornillarlo al
chasis o a la caja metálica, se pueden generar un corto.
Se coloca un aislante de mica que se encarga de aislar el integrado del disipador. Como el tornillo puede convertirse en
conductor, colocamos un pasa muros plástico en la cabeza del tornillo, con una arandela y luego de introducir el
tornillo, antes de colocar la tuerca, colocamos otro pasa muro, aislando por completo el tornillo; tanto del disipador,
como del circuito integrado.
Si no desea aislar los integrados, deberá estar seguro que el disipador no va a tocar; ni tierra, ni positivo.
Personalmente opino que lo más conveniente es aislarlos. Y no olvide usar grasa disipadora entre aislantes, integrados
y disipador.
mayor o igual a 24 desibelios (db).
Es fundamental aprender a construir sus propios transformadores.
Estos son algo costosos y a veces escasos, por lo que
recomendamos hacerlos.
El transformador que usamos para este amplificador, tiene un
devanado de 29 x 29 voltios AC, a unos 5 amperios, que alimentará
la etapa de potencia y un devanado adicional de 12 voltios a unos
300 miliamperios, que usaremos para alimentar una etapa
preamplificadora, un Ecualizador o simplemente para alimentar un reproductor MP3.
Aunque puede usar cualquier núcleo que tenga un área superior a los 14 cm2, en este caso usamos un núcleo de 3.2
centímetros por 5 centímetros, al que le enrollamos en el devanado primario, 315 vueltas de alambre calibre 23 según
la tabla AWG, y para el devanado secundario, 152 vueltas de alambre calibre 16. Esto para los países con 110 o 120
voltios en la red pública. Si en su país el voltaje de la red pública es de 220 voltios, deberá enrollar 578 vueltas de
alambre calibre 26, en el devanado primario y para el devanado secundario,152 vueltas de alambre magneto calibre
16. El devanado adicional lleva 31 vueltas de alambre calibre 25, según la tabla AWG.
Los disipadores suelen ser algo escasos y costosos, sobre todo si
queremos conseguir sólo uno. Esto nos obliga a buscar alternativas
con pedazos de aluminio reciclados, Lo importante es generar un
área en aluminio lo suficientemente grande, como para capturar el
frío del ambiente y así disipar el calor emitido por los TDA7294. En
este caso hemos utilizado un ángulo de aluminio de 2 pulgadas por
1/8, de 22 centímetros, al cual le atornillamos en la parte posterior
un fragmento de riel de aluminio, que servirá como aleta
disipadora; formando así un disipador económico y funcional.
Recuerde Aplicar grasa siliconada o disipadora, entre las dos piezas
de aluminio y atornille fuertemente.
Al momento de tener lista la tarjeta, debemos revisar nuevamente cada componente y su correcta posición.
Si no piensa usar un preamplificador. Debe colocar un potenciometro a la entrada de señal. Esto se hace uniendo las
dos patas izquierdas de potenciómetro mediante soldadura y soldamos el tierra a estas dos patas, unificando tierra.
Ahora: usando cable apantallado estéreo, en un extremo le soldamos un conector hembra que irá hasta el
amplificador. Los cables que llevaran la señal al amplificador, serán soldados en las dos patas centrales del
potenciómetro, Los cables que vienen de la entrada de señal se sueldan en las dos patas restantes y en el otro
extremo va un conector RCA, que recibe la señal del reproductor que usemos, que puede ser el computador, un
Reproductor MP3 o el estéreo del automóvil.
Mediciones
Antes de encender el amplificador, es necesario hacer mediciones. Esto es obligatorio; ya que a veces, a la hora de
ensamblar cometemos errores que pueden llegar a dañar el circuito gravemente o sencillamente el circuito no
funciona.
Debemos Medir la entrada de voltaje AC. Es decir, donde se
conecta el transformador a la fuente rectificadora del amplificador.
Colocamos el multímetro en escala de continuidad. Se coloca la
punta negra en tierra y la punta roja en una de las dos entradas AC,
después que salen unos números mientras se cargan los
condensadores de la fuente, deberá marcar infinito (un 1 a la
izquierda). Invierta las puntas y deberá marcar lo mismo. Haga lo
mismo entre el pin tierra y el otro pin de entrada AC, de la misma
manera que con el otro pin de AC. En caso de marcar cero (0) o
algún número, revise el impreso a contraluz para descartar posibles
cortos, revise la posición del puente de diodos y cada condensador. Si el error persiste, desmonte los integrados y
mida de nuevo. Si la medición sin los integrados es correcta, es porque alguno de ellos está defectuoso. Proceda a
cambiarlo por uno nuevo.
Se deben revisar las salidas a parlantes: No deben estar en corto o
que tengan alguna baja impedancia. Con el multímetro en
continuidad, se coloca la punta negra en el pin tierra y la roja en el
pin de salida izquierda (L), y deberá marcar infinito (un uno a la
izquierda), después de ver una pequeña marcación que se da
mientras cargan los condensadores. Invierta las puntas y deberá
medir infinito también. Haga lo mismo con la salida derecha (R). Si
la medición es incorrecta (un corto o una impedancia baja), revise
los condensadores de la Red de Zobel, que son los condensadores
de 0.1 microfaradios, que están en paralelo con la salida a parlante,
también mida la resistencia de 2.7 ohmios que lo acompaña. No debe estar en corto. Si estos componentes están en
buen estado, debe descartar el circuito integrado TDA7294 cambiándolo y midiendo nuevamente, para constatar su
buen estado.
Después de hacer las mediciones anteriores con éxito, se procede a
conectar el transformador al amplificador y a la red pública, usando
una Serie hecha con un bombillo. NO CONECTE LOS PARLANTES
AUN.
La serie es un sistema eléctrico que permite probar circuitos o
aparatos, sin el riesgo de quemarlos. Si el aparato está en corto
circuito, el bombillo prende. Si el circuito no está en corto o está
abierto, el bombillo no prende.
Colocar los dos caimanes del Circuito Serie en las dos puntas de
entrada de corriente del transformador. Si el bombillo prende
plenamente, esto indica que hay un corto en el amplificador y deberá revisar minuciosamente las pistas y cada
componente. Si el bombillo prende levemente, indica que hay un consumo, que puede ser por falta de chapas en el
transformador o un corto en la etapa de tonos. En cualquiera de los casos el bombillo se consume la corriente,
evitando que el amplificador se queme.
Si el bombillo no prende, procedemos a hacer las mediciones de
voltajes (mediciones en caliente).
Ahora se debe medir el voltaje de alimentación del amplificador.
Esta se hace con el multímetro en la escala de voltaje DC y se
colocan las puntas entre tierra y +Vcc. La punta negra en tierra y la
roja en el fusible del lado izquierdo, que es voltaje positivo. Deberá
marcar entre 37 y 39 voltios DC aproximadamente. Si no es así, revise el circuito paso a paso, tal como se explica en
nuestra sección de Recomendaciones.
La medición entre tierra y -Vcc, se hace con el multímetro en la
escala de voltaje DC y se coloca la punta negra en tierra y la roja en
el fusible del lado derecho, que es voltaje negativo. Deberá medir
entre -37 y -39 voltios DC aproximadamente. Si no le da este valor,
revise el circuito minuciosamente.
Una medición muy importante es verificar que el diodo 1N4148
esté entregando el voltaje a los pines de stand by y muting.
Con el multímetro en la escala de voltaje continuo (DC), se coloca la
punta negra en tierra y la punta roja en el cátodo del 1N4148.
Como el diodo sólo permite pasar los semiciclos positivos
provenientes del transformador, El voltaje aproximado que
veremos en el multímetro es de 16 voltios.
Si no vemos un voltaje similar, muy posiblemente el diodo esté
averiado y el amplificador no va a sonar. Proceda a cambiarlo y vuelva a medir.
Ahora debemos medir nuevamente las salidas a parlante, pero en
presencia de la alimentación. Mida, con el multímetro en la escala
de voltaje continuo (DC), y colocando la punta negra en tierra y la
roja en la salida izquierda (L). Deberá marcar cero (0). Haga la
misma medición con la salida derecha (R). Si llega a aparecer algún
voltaje a la salida, puede haber corto entre las pistas de voltaje y
alguna pista de salida del integrado. Revise bien el impreso. Si todo
está correcto y persiste el voltaje en la salida, cambie el circuito
integrado correspondiente a la salida que marca voltaje.
La parte trasera del integrado TDA7294 tiene un voltaje de –VCC.
Es decir que conduce -37V DC aproximadamente. Si colocamos los
integrados sin aislantes, el disipador va a conducir -37 voltios y si
por alguna razón el disipador entra en contacto con tierra, se
genera un corto circuito.
Por esta razón se debe aislar muy bien los integrados del disipador.
Así podremos colocar el amplificador en una caja metálica, sin el
riesgo de quemarlo.
Para comprobar que el aislamiento está hecho correctamente, se
debe colocar el multímetro en continuidad y medir colocando una
punta en el disipador y la otra en la parte metálica del circuito integrado. La medición debe dar infinito (un 1 a la
izquierda). De no ser así deberá retirar los tornillos y volver a colocar los pasa muros, hasta que quede bien aislado.
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