Amplificador 1

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AmplificadorAmplificador de 25de 25 ++ 25W25W
para Automóvilpara Automóvil
Con respecto a la potenciade salida debo hacer unaaclaración necesaria: los
Watts de este equipo están expresa-
dos en RMS (Root Mean Square) o
sea la potencia real que usan todos
los técnicos del mundo al hacer sus
mediciones. Un amigo me alcanzó
una potencia comercial, que en su
frente decía “600W x 2” y si hacemos
una rápida cuenta veremos que si en-
trega 1200W a 12V debe consumir
por lo menos 100 Amper, cosa incom-
patible con el cable de 2mm que ali-
mentaba el aparato. La probé en mi
taller y comprobé que entregaba 40
Watts RMS por canal. No se dejen
engañar por los Watts pmpo y demás
argumentos de venta. Pero...¿cómo
se mide la potencia de salida de un
equipo? Estudiemos el caso de la fi-
gura 1. Tenemos un amplificador co-
nectado entre 12V y masa. Si pone-
mos la punta del téster en la salida
del amplificador comprobaremos que
tiene unos 6 Volt, o sea la mitad de la
tensión de alimentación. Para poder
Uno de los temas por el cual recibo mayor cantidad de consultas trata de, si es posible,
armar una etapa de potencia para automóvil. Por supuesto que se puede, pero el proble-
ma llega cuando escucho el resto de las condiciones: “tiene que ser sencilla, fácil de ar-
mar y fundamentalmente económica”. Bien, en la mayoría de los proyectos se fija un pre-
supuesto, esto es: ¿cuánta potencia necesito? ¿cuántas entradas? etc. Y con respecto
a las necesidades se diseña el equipo. En este caso empecé al revés, es decir: proyecté
un equipo con pocos componentes, sencillo y barato y luego lo probé para ver si la po-
tencia que desarrollaba era suficiente y la fidelidad buena. Afortunadamente cumplió con
creces todas las condiciones impuestas. 
conectar un parlante le colocamos un
capacitor de paso (electrolítico de alto
valor) para que bloquee esta compo-
nente continua. Si alimentamos el am-
plificador con una onda senoidal pura
(para facilitar el cálculo de potencia) y
colocamos un osciloscopio en la sali-
da, veremos que la onda senoidal (an-
tes del recorte) tiene un valor de pico
cercano a los 6 Volts. Recuerden que
el “cero” en esta disposición es 6 Volt,
al subir la tensión de entrada llega a
12 Volt, por lo que 12-6=6 Volt.
Para averiguar el valor eficaz de la
tensión debemos dividir el valor de pi-
co por √2. Dadas las normales caídas
de tensión en los transistores de sali-
da podremos ver que la potencia de
salida de un canal de un autoestéreo
común puede ser de: [(Vcc /2– Vce-
sat)/√2]2/RL. En el caso del autoesté-
reo tenemos que Vcc=12V, Vce-
sat=1V (promedio, recordemos que el
transistor no es perfecto y ésta es la
caída de tensión que se produce entre
colector y emisor al llegar a la satura-
ción) y RL= 4 ohms (que es la impe-
dancia normalizada de los parlantes
de automóvil. Por lo tanto: 12/2 – 1=5
V, dividido por la raíz cuadrada de 2
da 3,53 Volt (éste es el valor eficaz)
que elevado al cuadrado da 12,5 y di-
vidido por cuatro da 3,12 Watts, que
es la potencia real que da cada canal
del autoestéreo. 
Los fabricantes utilizan un truco
para aumentar la potencia con la mis-
ma tensión de alimentación: la dispo-
sición en puente (ver figura 2). Aquí el
parlante está conectado entre las dos
salidas, no necesitando capacitor de
paso dado que, si bien están a la mi-
tad de la tensión de alimentación, en-
tre ellas no hay diferencia de potencial
en reposo. Las entradas son atacadas
por la señal de audio con diferencia
de fase de 180º entre sí. Esto lleva a
que si asciende la tensión en el ampli-
ficador de la izquierda, descienda en
el de la derecha, en el límite máximo
(recorte o clipping) sobre el parlante
tenemos Vcc-2Vcesat (recordemos
que aquí hay dos caídas de los tran-
sistores por estar el parlante conecta-
do a dos amplificadores) = 12 – 2 = 10
Volt de pico. En el proceso inverso, la
tensión en el parlante se encontrará
invertida (-10Vp). Esto nos da una po-
tencia de: 
[(Vcc – 2Vcesat) / √2] 2/RL
[(12-2)/1,41]2 / 4 = 12,5 Watts.
Como vemos, la máxima potencia
que podemos conseguir con una bate-
ría de 12 Volt supera por poco a los 10
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Watts. ¿Cómo llegar a los 25 Watts por
canal de este proyecto? Utilizando dos
trucos: el primero es subir la tensión
de alimentación con un convertidor y
el segundo es utilizar una configura-
ción en puente. En la figura 3 vemos el
diagrama esquemático del amplifica-
dor, que utiliza dos económicos
TDA2030, que probaron además ser
robustos y con una excelente fidelidad.
A la entrada vemos un BC548
(puede ser un 2N2222, 2SC945 o
cualquier NPN de audio con un ß cer-
cano a los 300) en una disposición un
poco particular, la señal entra a la ba-
se y sale tanto por emisor como por
colector, pero desfasadas entre sí
180º, condición fundamental para que
funcione el circuito en puente. La co-
rriente de colector y la de emisor es
prácticamente la misma, dado que la
de base, que se suma a la de emisor,
es despreciable. El divisor resistivo de
base se calcula para que sobre las re-
sistencias de colector y de emisor cai-
gan aproximadamente 4 Volt. Entre C
y E del transistor caen los otros 4 Volt,
con lo que nos da una disposición si-
métrica en continua. 
Las salidas del transistor se aco-
plan por un divisor resistivo a sendas
entradas de los TDA2030. Esta impor-
tante caída de tensión asegura que el
integrado trabaja aislado de los bucles
de realimentación y ruidos de masa
que suelen propagarse en el chasis
del vehículo (ruido a alternador, distri-
buidor, etc). Los integrados están ali-
mentados a 24V y en este caso la sa-
lida de parlante se toma de las patas
4, teniendo en cuenta no bajar de los
8Ω, dado que puede recalentar el cir-
cuito integrado y activar su protección
contra sobretemperaturas. Dado que
en estos integrados la Vcesat es de 2
Volt la potencia obtenida en este caso
por canal es de:
[(Vcc-2Vcesat)/√2]2/RL
[(24-4)/√2]2/8 = 25 Watts
Muchos se preguntarán por qué no
bajar la impedancia a 4Ω y obtener así
50 Watt por canal a lo que les respon-
do que en ese valor de impedancia la
Vcesat sube terriblemente, obteniendo
una potencia apenas superior a los 30
Watts y aumentando mucho el calen-
Figura 4
Figura 5
Figura 6
Figura 7
Figura 8
tamiento del integrado, al punto de dis-
parar la protección térmica. Piensen
que por ser sencillo y económico nos
da 25 Watts reales, que a mi juicio son
más que suficientes para el interior de
un automóvil. La sensibilidad a plena
potencia es de 780mV, que tal vez les
parezca un poco “duro”, pero es así
para garantizar la inmunidad al ruido,
como les explicaba anteriormente.
Puede excitarse intercalando un pre-
set entre la salida del autoestéreo y la
entrada del amplificador, ajustándolo
al punto que dé buen volumen sin dis-
torsión. La plaqueta para armar el am-
plificador aparece en la figura 4 y la
disposición de los componentes en la
figura 5. No olviden proveer a los inte-
grados de un disipador generoso y de
alimentar a ambos con un puente. Una
vez terminado el convertidor a 24V y
antes de conectarles un parlante de-
ben medir con un téster entre masa y
pata 4 de cada integrado una tensión
cercana a los 12 Volts. De no ser así
revisen el conexionado.
CONVERTIDOR PWM 
DE 12 A 24V 70W:
Comentaba en un párrafo anterior
que uno de los trucos que utilizaba pa-
ra aumentar la potencia era subir la
tensión de los 12V de la batería hasta
24V. Para esto desarrollé un converti-
dor por modulación de ancho de pul-
so, un sistema que to-
dos conocen por haber
sido tratado innumera-
bles veces en artículos
sobre fuentes conmuta-
das en esta revista (les
recomiendo especial-
mente uno del Ing. Valle-
jo en el Nº 183 –edición
Argentina- que trata a
fondo el misterio de las
fuentes switching).
De todas maneras
trataré de dar una some-
ra explicación del funcio-
namiento de ésta en
particular. Veamos la fi-
gura 6, en ella aparece un toroide
(una bobina o inductancia) acoplada a
un interruptor cerrado (el MOSFET de
conmutación). En este caso circula
por la inductancia una corriente,alma-
cenando entonces energía. Al abrirse
el interruptor (figura 7) y por el fenó-
meno de la autoinducción, se genera
en los extremos de la inductancia una
Figura 9 Figura 10
Figura 11
sobretensión inversa de valor eleva-
do. Esta es guiada por el diodo al ca-
pacitor electrolítico de la salida, sien-
do derivada por un divisor resistivo
(R1,R2) a un comparador, que modifi-
ca el ancho de los pulsos que abren y
cierran el MOSFET para lograr un va-
lor estable de tensión de salida.
En la figura 8 podemos ver el dia-
grama esquemático de la misma. El
controlador es un SG3524, que permi-
te acoplar dos MOSFET con salidas
Figura 12
complementarias, trabajando a una
frecuencia cercana a los 50KHz. Los
toroides los saqué de una fuente de
PC quemada y tienen un diámetro ex-
terior de 27,5mm, diámetro interior de
14mm y un ancho de 12,5mm y están
pintados de amarillo y blanco. Tienen
bobinado 1 metro de par trenzado de
0,70mm para facilitar su enrollado, de-
biendo quedar unas 22 a 25 espiras,
con una inductancia aproximada de
70µHy. El motivo principal del uso de
este tipo de fuente es que puede usar-
se cualquier toroide. En las pruebas
usé varios modelos distintos (dentro
de las medidas especificadas) y tuve
resultados satisfactorios en todos los
casos. La diferencia entre un toroide
bueno y uno malo es la capacidad de
corriente que puede entregar, pero la
tensión permanece invariable. La figu-
ra 9 nos muestra la plaqueta del con-
vertidor del lado del cobre y la figura
10 la ubicación de los componentes.
En el prototipo utilicé diodos rápidos
(Fast Recovery) individuales, pero co-
mo estos componentes son caros (ca-
si lo mismo que los MOSFET) propon-
go en la figura 11 el uso de un par de
diodos rápidos de fuente de PC en de-
suso, que vienen en un encapsulado
TO-3 y tienen sus cátodos unidos al
centro y un ánodo en cada extremo.
Puede ser conveniente el uso de un
pequeño disipador. En la salida figura
un pequeño CHOKE, que es simple-
mente un toroide pequeño (18 mm de
diámetro exterior) con 10 ó 15 vuelti-
tas de alambre de 0,70 mm, que sirve
para filtrar el ruido de conmutación de
los MOSFET. Para los inconformes,
que desean más y más potencia, les
pido paciencia porque estoy experi-
mentando uno de 50+50W RMS, pero
lógicamente es mucho más complejo,
llevando dos convertidores (uno posi-
tivo y uno negativo) y una salida a
transistores discreta (por el tema de la
disipación de calor). Para los que re-
cién se inician y quieren “hacer ruido”
les ofrezco en la figura 12 un diagra-
ma de armado completo. ✪
Lista de materiales convertidor: 
2 - IRF540
2 - disipadores TO220
1 - SG3524
2 - toroides (ver texto)
2 - diodos rápidos 6 A
2 - 39Ω
2 - 100µF x 50V
1 - 2.200µF x 35V
2 - 2K2
1 - 10µF x 25V
1 - 472 (4n7) polyester
3 - 4K7
1 - toroide chico (Choke)
2 - 104 (100nF) cerámicos
1 - 33KΩ
1 - 473 (47nF) polyester
1 - 22KΩ
Lista de materiales 
amplificador estéreo:
4 - TDA2030
8 - 1N4007
8 - 104 (100nF) cerámicos
2 - BC548
6 - 100µF x 25V
6 - 2,2µF x 25V
10 - 10µF x 25V
2 - 220Ω
4 - 2,7Ω
12 - 4K7
4 - 10KΩ
2 - 27KΩ
2 - 15KΩ
2 - 1KΩ
4 - 150KΩ
4 - 100KΩ
2 - disipadores