Hace un buen rato quería experimentar con esta topología, pero me había frenado a falta de recursos, pero ahora que lo terminé quise compartirlo con mis lectores.
Un amplificador clase H es básicamente un clase AB con un método de “aumento” dinámico del riel de suministro (cambia entre un nivel de tensión (LV) y otro (HV)) para aumentar la eficiencia.
Cuando ocurren los picos de alta potencia, deben ser manejados por algún mecanismo que pueda extraer alta potencia, causando una gran disipación interna, pero que solo lo hace por breves períodos. Estos picos poco frecuentes por encima del nivel de transición se suministran desde el par de rieles de alto voltaje. Claramente, el cambio entre rieles es el meollo del asunto, y cualquiera que haya hecho algún diseño de circuito comenzará inmediatamente a pensar en lo fácil o lo que será hacer que esto suceda limpiamente con una señal de alta corriente de 20 kHz. Hay dos formas principales de organizar el sistema de doble riel: serie y paralelo, pero solo trataremos sobre la configuración en serie, ya que parece haber tenido la mejor aplicación para la alta fidelidad.
Funcionamiento
Considerando que este amplificador cuenta con varias etapas, estaré explicando parte por parte.
La etapa driver, esta basada en un par diferencial simétrico, desarrollado originalmente por Krell, aunque hay muchos fabricantes que usan entradas totalmente simétricas. Se implica que la simetría mejora el rendimiento, además, este tipo de configuración es muy estable en amplificadores de alta potencia. Los Q1, 2 conforman un par de fuentes de corriente constante para alimentar los pares diferenciales (Q3, 4, 5, 6), esto garantiza que los pares diferenciales estarán correctamente polarizados pese a las posibles variaciones que puede haber en la fuente de poder. Los Q6, 8, 9, 10 son los espejos de corriente que evitan en gran medida que el amplificador entre en oscilación. La señal se amplifica en tensión a por medio de los Q13, 14, más cuentan con los Q11, 12 que actúan como limitadores de corriente, que evitan los posibles picos que puedan averiar los finales.
Estas señales van a una etapa que controla la corriente de los drivers, en función a la corriente que atraviesan las resistencias de 0.22 ohms, esto protege al amplificador contra sobrecargas, limitando la potencia.
Este amplificador cuenta como salida un par Sziklai (también conocido como un par de retroalimentación complementaria (PCP) o «transistor compuesto» y como «pseudo-Darlington») toma su nombre en honor a su inventor George Sziklai, es una configuración de dos transistores bipolares, similar a un par de Darlington. En contraste con la disposición de Darlington, el par Sziklai tiene una NPN y un PNP de transistor, y por lo tanto a veces también se lo denomina «Darlington complementario». Una ventaja sobre el par Darlington es que la tensión de polarización de la base es de solo 0.6V, lo que es la mitad de la tensión nominal de polarización del Darlington. Como solo se puede saturar a 0.6V, puede ser un inconveniente para las etapas de alta potencia. Esta etapa cuenta con una máxima linealidad, pero con graves problemas de estabilidad al tener una cierta ganancia en tensión y realimentación local.
El conmutador es quien hace este amplificador que sea Clase H, los diodos Zener sirven como barrera de manera que los mosfets solo se excitarán cuando el amplificador alcance un umbral cercano al límite, que en nuestro caso serán +/-35V, las R43, 44 sirven como limitadoras de corriente, en algunas pruebas de laboratorio, con distintas marcas de mosfets, estas podrían recalentarse, por lo que por seguridad se recomienda que se usen resistencias de 1/2W.
La peculiaridad de este tipo de amplificadores es la de requerir 2 rieles de tensión que denominan Low Rail y High Rail, en algunos amplificadores, pueden haber más rieles de tensión.
Ensamblaje y ajustes
Este amplificador solo requerirá de 2 ajustes sencillos, pero importantes. y el primero de ellos es el de offset, este debe hacerse con la entrada del amplificador conectada a GND para evitar posibles ruidos, antes de encender el amplificador, se debe colocar el potenciómetro al centro y luego de encender el amplificador con la lámpara serie mover suavemente de manera que en la salida haya un valor tan cercano a 0V como sea posible. Para el ajuste de bias, para facilitar las cosas, se debe colocar las puntas del multímetro en los colectores de los transistores Q13 y Q14 y mover el potenciómetro cuidadosamente hasta que indique 1,1V.
Considerando que el amplificador entrega mucha potencia para tan pocos finales, aprovechando que la conmutación de tensiones nos permite «abusar» del área segura de operación, se recomienda el uso de un buen disipador de calor con su respectivo ventilador como medida de seguridad.
Este es un buen amplificador que ofrece una buena potencia y buena calidad de sonido el cual me dejó muy satisfecho en las pruebas de laboratorio y aquí un video:
Características
Alimentación: ±100V / 8A ~ ±50V / 8A
Potencia: 300W RMS @ 8Ω 500W RMS @ 4Ω
THD: 0,01%
Rango de frecuencias: 10Hz ~ 30Khz
Damping Factor: ~100
Descargar proyecto desde Mediafire
RAT ( te la mamaste :v ) enserio que sí
Tio Rat tengo una duda,
1.- En el diagrama dice que lleva un diodo 1N5408 de +100V a la salida(también en los -100v) y en el PCB esta conectado de los -50V
2-. En el PCB falta el diodo D9 que va en paralelo con la R22 de 15 ohms
Dejo el PCB tal y como esta o lo corrijo de acuerdo con el diagrama, Saludos
Corregido…
Uy podría mandarlo gracias con la corrección que dijiste
Acá ya tiene todas las correcciones…
como es eso podrian enseñar esa correcion porfavor ??
Después que actualizo, borro las versiones anteriores para evitar confuciones…
como es eso podrian enseñar esa correcion porfavor ?? ya que no veo el diodo en r22 ni los diodos desde salida a lineas de +-100v
Ya el diagrama y el PCB están como deberían estar…
Hola master como estas, muy buen diagrama (lo empecé a montar hace unos dias no lo puede terminar porque me agarro las fiestas en el medio) mi pregunta es si las limitaciones de potencia (( en mi caso que tengo mjl21194 y 93 para calzarlos en el pcb )) bienen de la mano de la realimentacion solamente o de otros puntos tambien, mi idea es aprovechar un poco mas los 95v+95v arme un bloque de 120000 uf (60000 por lado es una fuente para 2 modulos ) bien espero me puedas Dar una mano para aclarar este punto porque lo estuve estudiando y debatiendo con migo mismo y entre en un loop de preguntas sin respuestas que me esta volviendo loco entonces pense en ir a la fuente y preguntar porque sinceramente me costo buena plata los transistores y no da para andar quemando y quemando solo para llegar a una posible solucion en modo prueba y error. Saludos !! Espero tengan todos muy buen año !!!
La limitación está en el loop de retroalimentación, en las pruebas de laboratorio y usando los 2SC5242/2SA1962 chinos de dudosa procedencia usé un toroide grande de machos de un viejo Yorkville 1200 (80-40-0-40-80V / 15A)
Tengo una duda, un amplificador alimentado con +-100v, suponiendo una caida en los finales de unos 5v desarrolla una potencia en una carga de 8 ohm de alrededor de 500w, porque èste solo llega a 300w? es porque cae mucha tension en los finales y en el mosfet? eso no genera un calentamiento muy grande de los mismos?
En realidad, este amp si pudiera desarrollar la potencia que comentas, pero me vi en la necesidad de limitarlo debido a que mis finales son super chinos de dudosa procedencia, además, no vi racional exigirle tanto a esos transistores en condiciones normales, quizas con unos NJW21195/95 se pudieran quitar las restricciones para que desarrolle toda la potencia…
saludos TIO RAT como siempre muy buen proyecto una pregunta con un solo trafo se puede mover dos placas disculpa la ignorancia
Siempre que el transformador entregue la corriente suficiente para alimentar las 2 etapas, no habría ningún problema..,
Una pregunta Tio, si se le agregan dos pares mas de transistores de potencia, habría que modificar algunos valores de los componentes del circuito, o no habría inconveniente alguno.
Dice la ley de Murphy: Toda nueva solución acarrea nuevos problemas… No se recomienda modificarle nada a ese amp…
Gracias voy a analizarlo y comenzar con el proyecto de ensamble. Saludos
Hola tío rat esa corriente de 8 amperios es solo para una etapa o para dos etapas de 500 w rms da
al rededor de 350W con los +/-80V ~ +/-40V ~ 8A que usé para las pruebas
Hola gracias por compartir este amplificador tengo una duda en un amplificador clase h el voltaje bajo debe ser exactamente la mitad del alto me surge la pregunta porque tengo un transformador guardado desde hace un rato que me da salida de voltaje alto 110 v dc pero el voltaje bajo solo me da 40 v dc funcionara con esos voltajes o es que si debe ser exacto el votaje bajo la mitad del alto esa es mi duda gracias nuevamente por compartir su trabajo
No necesariamente, ese transformador te puede servir…
no habia visto que respondio mi comentario le agradezco la respuesta,
si me sirve el transformador que mencione, entonces lo voy a desempolvar para por fin usarlo.
tambien tengo 8 2S5200 y 8 2SA1943 que saque de un amplificador peavey que me dieron para sacarle piezas, usare esos para hacerme un amplificador estereo.
bueno gracias nuevamente por compartir su trabajo, voy a empezar a hacerlo poco a poco gracias saludos desde mexico.
Buenas tardes, podrías por favor compartir las listas de componentes de los proyectos? Están muy buenos Gracias por compartirlos!
Es fácilmente deducible con el diagrama y con el fin de que analicen el diagrama, no incluyo la lista de componentes
Tengo una duda sobre las resistencias R25 y R26 de 33 ohms. si bien alimentan a los colectores de Q16 y Q17…
Mi duda surge porque veo que en el diagrama y también en el PCB; Estas resistencias de 33 ohms van conectadas a las Bases de los transistores de Potencia Q18,19,20,21 por medio de las resistencias R29,R30,R31,R32 de 2.2 ohms
Viendo esto lleve el circuito a simular con Multisim tal cual sin modificar nada , al hacer todas las conexiones , obtengo +/-40 pero si quito la conexión de las resistencias de 33 ohms, ya no da voltaje a la salida.
– Únicamente puedo hacer que Funcione si llevo las conexiones al Emisor de Q16 y Q17
– En el diagrama Encuentro que Los transistores de potencia están invertidos,
Los NPN- 2SC5242 estan en -VL/VH y los PNP 2SA1942 estan en ´+VL/VH
Espero puedas responder Mi duda
Es un Sziklay, los transistores van así, verifica que no estás colocando los transistores al revés en el simulador