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Ampli BF 200 watt in classe D 3/4

Ampli BF 200 watt in classe D 3

Partendo dal circuito suggerito dall’Harris abbiamo realizzato il finale di potenza il cui schema è riportato alle pagine 36/37. Come si vede, il nostro circuito non si discosta molto da quello applicativo. Il cuore dell’amplificatore è rappresentato dal driver PWM U1 che pilota direttamente i quattro mosfet connessi a ponte. Il modulo necessita di una tensione continua di alimentazione compresa tra 36 e 48 volt; tale tensione alimenta unicamente i quattro mosfet mentre tutti gli altri integrati vengono alimentati con la tensione a 12 volt fornita dal regolatore a tre pin U2.

All’integrato U3 fa capo l’oscillatore locale che genera un segnale triangolare di circa 240 KHz la cui frequenza può essere regolata agendo sul trimmer R8. Tale segnale viene applicato all’ingresso non invertente dell’operazionale di ingresso contenuto in U1, linea che fa capo al pin 6. Il led LD1 indica che il circuito è alimentato e che l’integrato U3 funziona correttamente. Il segnale da amplificare viene inizialmente applicato al buffer U4c, uno dei quattro operazionali contenuti nel CA5470. Il trimmer R31 consente di regolare il livello di ingresso.

Una parte del segnale presente in uscita viene prelevata dall’operazionale che fa capo a U4d e sommata al segnale di ingresso. In questo modo si ottiene una controreazione da cui dipende il guadagno in tensione del modulo amplificatore.

Il segnale audio viene poi inviato, tramite U4b, all’ingresso invertente dell’operazionale di ingresso contenuto in U1, linea collegata al pin 7. Il segnale di bassa frequenza può essere bloccato dall’entrata in conduzione del mosfet T2 il quale viene pilotato dal circuito di protezione in corrente che fa capo all’operazionale U4a. Questo stadio interdice il funzionamento dell’amplificatore quando la corrente che fluisce nei mosfet di potenza supera un preciso valore. Nella configurazione da noi utilizzata, l’operazionale U4a si comporta come comparatore di tensione confrontando il potenziale presente sul cursore del trimmer R11 con quello presente ai capi della resistenza R23. Essendo quest’ultima connessa in serie allo stadio di potenza, la caduta di tensione risulta proporzionale alla corrente di uscita. Il condensatore C11 rende perfettamente continua la tensione che cade ai capi di R23.

Quando il comparatore commuta, il mosfet T2 entra in conduzione bloccando la BF. Per poter funzionare correttamente, gli operazionali che amplificano il segnale di BF vanno polarizzati con una tensione continua di 6 volt (metà tensione di alimentazione) che viene fornita dallo stadio che fa capo al transistor T1. U2, come abbiamo già visto, fornisce invece la tensione a 12 volt che alimenta tutti gli integrati. Il driver U1 pilota direttamente i quattro mosfet a canale N T3÷T6 collegati a ponte. Si tratta di quattro elementi di media potenza in grado di reggere una corrente di 22 ampère con una tensione massima di lavoro di 100 volt. Non essendo critici, questi componenti potranno essere sostituiti con mosfet dalle caratteristiche simili prodotti da altre Case. Il carico di uscita, ovvero l’altoparlante, non può essere connesso direttamente ai capi del ponte in quanto tra questi terminali è presente il segnale di potenza PWM a 240 KHz. In altre parole il segnale va opportunamente “ricostruito”. A ciò provvede il filtro di uscita, un Butterworth a 4 poli con frequenza di taglio di circa 30 KHz. La distorsione introdotta dal filtro è minima così come molto bassa è anche la perdita in potenza.

Il filtro deve ovviamente essere in grado di lavorare con elevate correnti per cui le induttanze da utilizzare, pur essendo di valore molto basso (11,5 e 16,5 µH), presentano discrete dimensioni. Non a caso vengono utilizzati nuclei toroidali in ferrite. Se il segnale da filtrare fosse un normale segnale di linea, le dimensioni del filtro potrebbero essere di gran lunga inferiori. Ultimata così l’analisi del circuito, non resta che occuparci della costruzione dell’ampli.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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