Amplificateur de puissance LM3886, double ou pont (amélioré) : 11 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Un amplificateur compact à double alimentation (ou pont) est facile à construire si vous avez une certaine expérience en électronique. Seules quelques pièces sont nécessaires. Bien sûr, il est encore plus facile de construire un ampli mono. Les questions cruciales sont l'alimentation électrique et le refroidissement.

Avec les composants que j'ai utilisés, l'amplificateur peut délivrer environ 2 x 30-40W sous 4 ohms, et en mode bridge 80-100 W sous 8 ohms. Le courant du transformateur est le facteur limitant.

L'amplificateur est maintenant (2020-10-17) repensé avec les deux canaux non inversés en mode double. Cela permet également d'avoir une entrée à haute impédance si nécessaire.

Étape 1: Conception électronique

L'histoire est la suivante; En Suède, nous avons des stations municipales de déchets et de réutilisation. C'est là que vous laissez toutes les choses dont vous voulez vous débarrasser (pas les déchets alimentaires). Donc, dans le conteneur pour l'électronique, j'ai trouvé quelque chose qui ressemblait à un amplificateur maison. Je l'ai entaillé (parce qu'il n'est pas permis de prendre, seulement de partir). Quand je suis rentré à la maison, j'ai vérifié ce que c'était et j'ai découvert que le circuit intégré de l'ampli de puissance était le très populaire LM3875. J'ai commencé à construire mon propre amplificateur de guitare avec, mais les pattes du circuit intégré étaient courtes et quelque peu endommagées, alors j'ai finalement dû abandonner. J'ai essayé d'en acheter un nouveau, mais la seule chose en vente était le successeur, le LM3886. J'en ai acheté deux et j'ai commencé sérieusement. L'idée était de construire un ampli de puissance de guitare compact, en utilisant deux LM3886:s, soit pour deux canaux, soit dans un circuit en pont. Dans mon propre tas de ferraille, j'avais un dissipateur de chaleur pour processeur et un ventilateur pour PC, donc l'idée était d'utiliser le dissipateur de chaleur et le ventilateur pour construire un amplificateur sans dissipateur de chaleur externe.

Étape 2: Conception électronique (ampli de puissance)

La conception de l'ampli de puissance est vraiment simple et suit l'exemple de la fiche technique de la note d'application absolument excellente AN-1192 de Texas Instruments, qui devrait être votre bible si vous souhaitez utiliser le LM3886.

Le circuit supérieur est l'amplificateur non inverseur avec le gain de 1 + R2/R1. L'ampli inférieur s'inverse avec le gain de R2/R1 (où R2 est la résistance de rétroaction). Pour une conception de pont, l'astuce consiste à obtenir les valeurs de résistance de sorte que les deux circuits aient le même gain. En utilisant principalement des résistances standard (certaines résistances à film métallique) et en mesurant la résistance exacte, j'ai pu trouver des combinaisons qui fonctionnaient. Le gain du circuit non inverseur est de 1+ 132, 8/3, 001 = 45, 25 et le gain inverseur est de (132, 8+3, 046)/1, 015 = 45, 27. J'ai introduit un commutateur de gain (SW1) pour pouvoir augmenter le gain. Il réduit la valeur R1 pour obtenir un gain quatre fois plus élevé.

Circuit non inverseur: 1, 001 k en parallèle avec 3, 001 k donne (1 * 3) / (1+3) = 0, 751 ohm. Gain = 1+ 132, 8/0, 75=177, 92 = 178

Le gain d'inversion est de 179, 1 = 179, acceptable !

La petite (et gratuite) application "Rescalc.exe" peut vous aider dans les calculs de résistance (série et parallèle)

Je voulais pouvoir utiliser les deux amplificateurs séparément, donc un commutateur (SW2) pour basculer entre la stéréo et le pont était nécessaire.

Le commutateur SW2 contrôle le mode double/pont. En position "pont", l'amplificateur B est réglé sur inverseur, l'entrée positive est mise à la masse et la sortie de l'ampli A remplace la masse sur la sortie B.

En mode double, les deux amplificateurs fonctionnent en mode non inverseur. SW1C diminue le gain pour que les amplis A et B aient un gain égal.

Les prises télé d'entrée sont connectées de sorte que lorsqu'aucune fiche n'est dans la prise A, le signal est envoyé à la fois à l'ampli A et à l'ampli B (double mono).

En mode à faible gain, une tension d'entrée de 6 V crête à crête donne une sortie maximale (70 V pp) et 0,4 V est requis en mode à gain élevé.

Étape 3: Conception électronique (alimentation)

L'alimentation est une conception simple avec deux grands condensateurs électrolytiques et deux condensateurs à feuille et un redresseur en pont. Le redresseur est le MB252 (200V /25A). Il est monté sur le même dissipateur thermique que les amplis de puissance. Le redresseur et le LN3686 sont tous deux isolés électriquement, aucune isolation supplémentaire n'est donc nécessaire. Le transformateur est le transformateur torique 120VA 2x25V de l'ampli que j'ai trouvé dans le tas de ferraille. Il peut fournir 2, 4A ce qui est en fait un peu faible, mais je peux vivre avec ça.

Dans la section 4.6 de l'AN-1192, la puissance de sortie est indiquée pour différentes charges, tensions d'alimentation et configurations (simple, parallèle et pont). La raison pour laquelle j'ai décidé de mettre en œuvre la conception du pont était principalement parce que j'avais un transformateur qui n'était pas utilisable dans une conception parallèle en raison de la basse tension. (Le circuit parallèle 100W nécessite 2x37V mais la conception en pont fonctionne avec 2x25V).

La petite application "PSU Designer II" de Duncan Amps est fortement recommandée si vous souhaitez faire un calcul sérieux des valeurs des transformateurs.

Étape 4: Conception électronique (régulateur abaisseur et contrôle du ventilateur)

L'exigence du ventilateur à pleine vitesse est de 12V 0, 6A. L'alimentation fournit 35V. J'ai rapidement découvert que le régulateur de tension standard 7812 ne fonctionnerait pas. La tension d'entrée est trop élevée et la dissipation de puissance de (environ) 20V 0, 3A = 6W nécessite un grand dissipateur thermique. Par conséquent, j'ai conçu un simple régulateur abaisseur avec un 741 comme contrôleur et un transistor PNP BDT30C fonctionnant comme un interrupteur, chargeant un condensateur de 220 uF à la tension de 18 V, ce qui est une entrée raisonnable pour le régulateur 7812 qui alimente le ventilateur. Je ne voulais pas que le ventilateur fonctionne à pleine vitesse lorsqu'il n'était pas nécessaire, j'ai donc conçu un circuit à cycle d'utilisation variable (modulation de largeur d'impulsion) avec un circuit intégré de minuterie 555. J'ai utilisé une résistance NTC de 10k provenant d'une batterie d'ordinateur portable pour contrôler le cycle d'utilisation de la minuterie 555. Il est monté sur le dissipateur thermique Power IC. Le pot de 20k est utilisé pour régler la basse vitesse. La sortie du 555 est inversée par le transistor NPN BC237 et devient le signal de commande (PWM) du ventilateur. Le cycle de service passe de 4, 5% à 9% du froid au chaud.

Le BDT30 et le 7812 sont montés sur un dissipateur thermique séparé.

Notez que sur le dessin il est indiqué PTC au lieu de NTC (coefficient de température négatif), en l'occurrence de 10k à 9, 5k lorsque j'ai mis le doigt dessus.

Étape 5: Le dissipateur de chaleur

Les amplis de puissance, le redresseur et la résistance PTC sont montés sur la plaque de cuivre du dissipateur thermique. J'ai percé des trous et fait des filetages pour les vis de montage à l'aide d'un outil de filetage. Le petit veroboard avec les composants de l'ampli de puissance est monté sur les amplis de puissance pour assurer un câblage aussi court que possible. Les câbles de connexion sont les câbles rose, marron, lilas et jaune. Les câbles d'alimentation sont d'un calibre supérieur.

A noter petit support métallique par le câble rouge dans le coin inférieur gauche. C'est le seul point de masse central de l'amplificateur.

Étape 6: Construction mécanique 1

Toutes les pièces principales sont montées sur la base en verre plexiglas de 8 mm. La raison est simplement que je l'avais et j'ai pensé que ce serait bien de voir les pièces. Il est également facile de réaliser des filetages dans le plastique pour le montage des différents composants. La prise d'air est sous le ventilateur. L'air est forcé à travers le dissipateur de chaleur du processeur et à travers les fentes sous le dissipateur de chaleur. Les fentes au milieu étaient une erreur et sont remplies de plastique provenant d'un pistolet à colle.

Étape 7: Amplificateur sans le boîtier

Étape 8: Construction mécanique 2

Le panneau avant est composé de deux couches; une fine plaque d'acier provenant d'un PC et un morceau de plastique vert menthe qui est resté lorsque j'ai fabriqué un nouveau pickguard pour ma Telecaster.

Étape 9: Panneau avant de l'intérieur

Étape 10: Boîtier en bois

Le boîtier est fait de bois d'aulne provenant d'un arbre tombé lors d'une tempête. J'ai fabriqué des planches à l'aide d'un rabot de menuisier et je les ai collées ensemble pour obtenir la largeur requise.

Les découpes dans le boîtier sont réalisées avec une défonceuse à bois électrique.

Les côtés, le dessus et le devant sont collés ensemble, mais j'ai également sécurisé la construction avec des vis à travers les petits morceaux dans les coins.

Pour pouvoir retirer le boîtier en bois, la face arrière est maintenue séparément par deux vis.

Les pièces en plastique gris ont des filetages pour les vis de 4 millimètres pour le fond et le dos.

La petite pièce grise dans le coin est une petite "aile" qui verrouille le panneau avant afin qu'il ne se plie pas vers l'intérieur lorsque vous branchez les prises télé.

Étape 11: L'arrière de l'amplificateur

Au dos il y a l'entrée secteur, l'interrupteur d'alimentation et un connecteur (non utilisé) pour l'alimentation du préampli