Corriente eficaz para un transformador de amplificador clase AB.

[micro_pepe]

En este hilo hemos llegado a la conclusión o demostración de que para un rectificador con toma central la corriente eficaz por devanado del transformador es igual a 1.2 veces la de continua por la carga, y para un rectificador en puente con un unico devanado la corriente eficaz del mismo es 1.8 veces la de continua por la carga.

Fuentes:
   http://sound.westhost.com/power-supplies.htm
   http://mcitransformer.com/about-mci/power-supply-design-notes
   http://www.powervolt.com/techan01.html

Bien, ahora mis dudas son con una fuente simétrica para un amplificador de audio clase AB.

Pongamos el caso de uno estereo que entrega 25Wrms por canal con una alimentación de +- 18Vdc, suponiendo un rendimiento del 60% el consumo total es de:
  
    (25·2)/0.6 = 83w

Supongamos que los dos canales de audio amplifican al tiempo el mismo semiciclo, entonces toda la potencia (ocasi toda) cae sobre el voltaje positivo ó por el negativo, entonces la corriente DC será:

    Idc = P / Vdc = 83 / 18 = 4.61A

según esto la corriente eficaz que debe entregar cada devanado del transformador es:

    Irms = Idc · 1.2 = 5.53Arms

Ahora supongamos que un semiciclo de un canal de audio cae sobre la alimentación positiva y el del otro canal sobre la negativa, cada devanado deberá suministrar la mitad de potencia, osea 41.5W:

    Idc = 41.5 / 18 = 2.3A

Como funcionan los dos devanados al tiempo el factor es 1.8:

     Irms = Idc · 1.8 = 2.3 · 1.8 = 4.15Arms

Entonces nos quedamos con el mas desfavorable Irms = 5.53Arms

La potencia total del transformador será:

     Vrms = 15Vrms (aprox con un rizado de 3v, 15 · sqrt(2) - 3 = 18Vdc)

     P = 15V · 2 · 5.53A = 166W (multiplicamos por 2 al ser dos devanados).

¿Es correcto lo que hice, o es una burrada?

Según una de las fuentes dice que la potencia del transformador debe ser 4 veces la del amplificador, pero me parece excesiva, en mis calculos sale el doble.

Saludos!!!

[Chaly29]

Hola micro_pepe, en un amplificador de audio, en que dicta el consumo en ampers es la impedancia del parlante, o sea, uno estima la caída de tensión en los transistores drivers del amplificador, las resistencias de balanceo o protección y la tensión que queda se usa para calcular la intensidad máxima de consumo del amplificador.

Con 18 volts no cierran los cálculos, porque normalmentente en los transistores/resistencia existe una caída máxima de unos 3 volts, entonces los cálculos nos quedarían:

18 - 3 = 15 volts para exitar el parlante

Suponiendo una alterna:

15 / 1.41 = 10.6 volts

Suponiendo un parlante de 4 ohms:

(10.6 / 4) * 10.6 = 28 watts mínimos, probablemente entregue unos watts más

Si hacemos los cálculos para una impedancia de 8 ohms la potencia es mucho menor, aproximadamente la mitad.

15 / 4 = 3.75 ampers de pico

10.6 / 4 = 2.65 ampers rms

De aquí deberías de partir para calcular el trasnformador.

Usar un transformador de 166 watts para alimentar solo una potencia de 25 watts en estereo es una brutalidad. El problema en una potencia es que nunca está funcionando a su límite de capacidad cuando se utilisa audio, y cuando necesita un pico de corriente de 3.75 A como en el caso calculado, pues lo extrae de los condensadores.
Por regla general el transformador usado por una potencia es de igual potencia a la máxima potencia que te exigirá el amplificador, en tu caso sería de 83 watts.

Calcula que un amplificador de 2000 o 3000 watts por canal debería de tener un transformador grande como una casa y eso no ocurre...
No se de donde as conseguido ese dato que de el trafo debe de tener 4 veces la potencia del amplificador, pero de seguro no es así.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[micro_pepe]

Con 18 volts no cierran los cálculos, porque normalmentente en los transistores/resistencia existe una caída máxima de unos 3 volts, entonces....

Los 25w son medidos con la menor distorsión que ajusté a simple vista, cogí el amplificador y lo alimenté con dos fuentes de alimentación a 18v, le dí señal de 1KHz y fuí subiendo poco a poco hasta que ví que se deformaba un poquito la senoidal, está claro que con un poco más de distorsión o un pico de señal llega a los 28w, el valor de pico estaba en 14V:

P = (14/1.4142)^2 / 4 = 25w.

Por regla general el transformador usado por una potencia es de igual potencia a la máxima potencia que te exigirá el amplificador, en tu caso sería de 83 watts.

Eso tenía entendido, pero me despisté.

No se de donde as conseguido ese dato que de el trafo debe de tener 4 veces la potencia del amplificador, pero de seguro no es así.

De aquí:

"VA Rating - Class-AB
The absolute minimum VA rating suggested is equal to the amplifier power. A 50W amp therefore needs a 50VA transformer, or 100VA for stereo 50W amps. Larger transformers (up to double the amp power rating) will provide a 'stiffer' power supply, and this may be beneficial. For continuous operation at full power (never actually needed in audio), the transformer should have a VA rating of up to 4 times the amplifier power."

Fuente: http://sound.westhost.com/power-supplies.htm

[Chaly29]

Hola micro_pepe, o a tu fuente se le cae mucho la tensión y a plena carga del amplificador no queda con los 18 volts comentados si no con menor, o a tu amplificador se le cae mucho la tensión.

Si es al amplificador, pues o tiene un problema o el amplificador es de mala calidad a nivel rendimiento y pierde potencia como loco....

Un amplificador de muy buena potencia (100 o más watts) y de buen rendimiento tiene una caída de tensión en los transistores/resistencias de salida que ronda entre 2 y 2.5 volts, yo te tiré 3 como exagerando, pero si tiene más todavía ya es demasiado. Y te nombro un amplificador de buena potencia porque cuanto más grande es la potencia, por lo general esta caída de tensión también lo es porque se necesitan de más driver y pre-driver para conseguir la excitación necesaria para una correcta salida de corriente.

Definitivamente ese párrafo que colocaste en ingles está equivocado y no tiene mucho sentido

Los transformadores, ya desde fábrica vienen calculador para un uso "intermitente o promedio", esto significa que a la potencia nominal base de diseño se la multiplica por 1.2 para agregarle el "factor de uso", o sea que por ejemplo en el caso de tu transformador que esta indicado para una salida de 225 watts, en realidad fue calculado para una potencia de 225 x 1.2 = 270 watts.

O sea tu transformador entregando los 225 watts cuenta con el diseño necesario para que funcione sin problemas durante 6, 7, 10 horas seguidas, no así para que funcione a plena potencia las 24 horas los 365 días, esto es considerado un uso continuo y el factor de trabajo pasa a ser de 1.3 o sea debería de estar calculado para 225 x 1.3 = 292.5 watts, que es un caso poco común.

Como ves no hay mucha diferencia en un uso continuo a un uso promedio (pero ojo que la hay). Por lo que no tiene sentido sobre dimensionar un transformador de un amplificador de tal manera, cuando ya desde fábrica viene dimensionado para un uso promedio y si lo usaras en un uso continuo pues con calcular el tafo con un 10% o 15% más de potencia es más que suficiente.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[micro_pepe]

Hola micro_pepe, o a tu fuente se le cae mucho la tensión y a plena carga del amplificador no queda con los 18 volts comentados si no con menor, o a tu amplificador se le cae mucho la tensión.

Si es al amplificador, pues o tiene un problema o el amplificador es de mala calidad a nivel rendimiento y pierde potencia como loco....

Ese amplificador es uno con dos TDA2050, los compré para hacer una prueba de un elevador de voltaje que ví en una revista, y puede que estén algo dañados con las pruebas ó que el disipador usado se quedase un poco corto (para probar cogí uno cualquiera que tenia a mano) y estuviese actuando la protección termica. Finalmente usaré unos LM3886 de buena calidad (nada de esos chinos baratitos) con altavoces de 8Ohm.

Saludos!!!

[Chaly29]

Hola micro_pepe, OK, yo siempre hablando de amplificadores realizados con componentes discretos, ahora que mencionas los amplificadores usando IC, entonces es otro tema, estos amplificadores algunos si tienen caídas de tensiones importantes, y siendo el TDA2050 es muy probable que así sea, ya que la calidad de los TDA no es de lo mejor.

Un saludo.

Atte. CARLOS.