Amplificador Classe D de 50W

 

Nesta postagem quero mostrar uma montagem que fiz de um amplificador classe D de 50W. Ele usa o chip TL494 como modulador PWM e dois Mosfet 50N60, além de três transistores BD. A montagem fica muito barata e o resultado é muito bom. Pode ser alimentado por uma fonte de 30 a 60V com 3 amperes. Ele deve ter uma outra fonte, de baixa corrente, entre 8 a 12V  para polarizar os MosFet.

O oscilador do TL494 funciona em 120 Khz e o filtro de saída tem a frequência de corte em 19Khz. A bobina L1 do filtro passa baixo deve ser construída com um toroide retirado de uma fonte de computador. Enrolar umas 20 voltas bem distribuídas no toroide e medir a indutância. Caso necessário aumentar ou diminuir o número de espiras até conseguir os 106uH. Os dois capacitores (C11 e C12) de 470nF devem ter uma tensão de isolamente no mínimo de 250V. Usar de preferência, aqueles, tipo X2  usados nos filtros EMI de fontes chaveadas que tem baixas perdas. 

Eu fiquei surpreso com a potência e a qualidade de áudio que obtive. Para um circuito tão simples, foi realmente uma surpresa boa. 

Os MosFet canal N pode ser o IRF540, IRF460m IRF250, IRF4227. 

Na fonte usei um transformador que tinha dois secundários. Um de 30 VCA e outro de 12VCA. Para a fonte de potência usei dois capacitores de 1000uF e uma ponte retificadora de 8A que tinha aqui. Para a fonte de polarização dos MosFet, usei 4 diodos 1N4007 e o regulador 7808.

                                         

                                           Dimensão: 145 x 42 mm

                                          É isto!

Wattímetro de RF para 10W

Este wattímetro de RF mede potência direta máxima de 10W e potência refletida de 1W, selecionada pela chave direta/ refletida no painel. Com a chave em "Direta", será medido a potencia TX na escala de cima, que deve ser inserida do lado esquerdo do aparelho. Colocando a chave em "Refletida", será medido a potencia refletida na escala de baixo. Se você quiser medir uma potencia menor, pode fazer a medida na segunda escala, simplesmente invertendo a entrada de RF no aparelho. Se entrar com o TX no lado direito e a carga ou antena no lado esquerdo, será medido a potencia direta com a chave em refletida.

Descrição:

O sensor de RF é feito usando a técnica stripline numa placa de circuito impresso conforme o desenho abaixo. Este arranjo funciona como um acoplador direcional. Do lado que a RF entra, ele gera uma tensão  maior. Como a potencia direta entra de um lado e a potencia refletida entra pelo outro lado, é possível detectar estas tensões e medi-las. O diodo D1 recebe a tensão desenvolvida pela potencia refletida e D2, da potencia direta. Depois destas tensões serem retificadas, elas são filtradas pelos capacitores C1 e C2 para eliminar a RF presente, e depois são ligadas ao trimpot para ajustar o nível. Estas duas tensões retificadas (DC), serão selecionadas pela chave direta/refletida e inseridas no medidor.

Trilha central: 50 x 8mm

Trilhas laterais: 40 x 2,5mm

Distância entre trilhas: 1mm

 

As ligações dos conectores devem ser feitas com fios largos, eu usei umas chapas de cobre finas que tinha aqui, mas pode ser usado a malha de cabos coaxiais. Repare que elas são ligadas no terra do stripline em cima e em baixo e nos dois conectores. Os pinos centrais dos conectores devem ser ligados a trilha central do stripline.

Para o medidor eu usei um galvanometro de um multimetro analógico barato que tem na praça. A escala foi feita com o software MeterBasic  www.tonnesoftware.com.

Ajustes

Para ajustar o aparelho, deve ser usado um wattímetro comercial, uma carga não irradiante de 50 ohms e uma fonte de potencia de RF de 1W. 

Ligar a fonte de RF de 1W na entrada do lado esquerdo deste wattímetro, colocar a chave na posição "direta" e ajustar em P1 para uma leitura de 1W na escala superior (potencia direta).  Para ajustar a potencia refletida, ligar a fonte de RF no lado direito do wattímetro. Colocar a chave na posição "refletida" e ajustar P2 para uma leitura de 1W na escala inferior. Lembre que a potencia está entrando do lado da refletida, por isso a chave deve ser colocada na posição refletida. 

Obs:

Lembre de ligar a carga de 50 ohms

Placa PCB do Stripline: 62 x 74mm

cgs.

RECEPTOR DE VHF CASEIRO 2.0

 

Esquema da primeira conversão - de 136 - 152 Mhz para FI de 10,7 Mhz

Este chip era muito usado nos receptores de radio de carro. Ele tem, internamente, um amplificador de RF, um misturador, e oscilador local.

TAA7358AP

O transformador T1, é o primeiro amplificador de FI e tem a cor laranja, e o varicap é qualquer um para VHF. Será necessário alguns ajustes nas bobinas para a sintonia em função deste varicap.

A primeira versão deste radio foi construída com uma FI de 10.7Mhz, usando o chip TA7640. houve muitos problemas no som recebido causado pela largura de banda de FI de FM que é de 150khz. Dentro desta banda cabem até 15 canais de 10Khz, que é a largura dos canais de radioamador. Então, quando era sintonizado numa estão de PY, além da voz do radioamador, entrava ruidos como sinal de Beacon, outra transmissão e ruídos, tornando o som baixo e muito ruidoso.

Para resolver este problema eu fiz uma nova placa de amplificador de FI usando o CI MC3361, que é um circuito amplificador de FI de banda estreita de 10Khz, com circuito limitador, pré-amplificador de audio e demodulador de FM em 455Khz. 

O circuito de recepção de VHF (primeira conversão), recebe o sinal entre 136 a 152 Mhz e converte numa FI de 10.7Mhz. Este sinal é enviado para a placa do amplificador de FI. Ele é filtrado na entrada pelo  filtro cerâmico CF2 e entra no conversor de frequência. No conversor também entra o sinal recebido do oscilador local a cristal de 10,245 Mhz e no batimento destas duas frequência é gerado o  sinal de FI de  455 Khz. (FI = freqüência de 10,7Mhz - frequência de 10,245 Mhz). 

Esta segunda FI é filtrada no filtro cerâmico CF1 de 455Khz e segue para o amplificador/ limitador e depois de demodulado, é pre-amplificado e sai para o amplificador de audio. T1 é a bobina de quadratura e deverá ser o transformador de FI amarelo de 455Khz.

Parte do sinal de audio é enviado para o circuito de squelch que libera o audio na saída em função do ajuste feito no potenciômetro de squelch. Ou seja, corta o audio quando só tem ruído na saída.

MC3361CD

Como amplificador de audio eu usei o LM386 que entrega uns 600 mW de audio na saída, mais que suficiente para corujar os radioamadores. 

O radio é alimentado com uma fonte entre 9 - 12V e a tensão é abaixada e regulada em 5V. Na placa do amplificador de FI, pode ser retirado o zener D2, e o resistor R12, e no lugar de R12 será colocado um jump em seu lugar. Estes componentes podem ser usados quando a alimentação é maior que 5V.

O único ajuste que deve ser feito na placa do amplificador de FI é na bobina de quadratura. Após receber uma estação, ajusta-se para uma melhor recepção e pronto. No receptor de RF deve ser ajustado T1 para melhor recepção.

O resultado foi excelente, proporcionou um som sem ruído e bem inteligível, e o squelch funcionou perfeito. 

Outra coisa, para melhorar a sintonia do receptor, eu coloquei um arranjo com dois potenciômetros, um faz a sintonia grossa  e o outro faz uma sintonia fina.

Receptor de VHF (TA7358AP)

Amplificador de FI da segunda conversão

Regulador de tensão

MONITOR DE DESCARGA DE BATERIA 12 V

Monitor de bateria de 12 V com alarme de descarga em 11 V

Fusível Eletrônico

Um fusível eletrônico é um dispositivo que trabalha análogo a um fusível normal, a diferença reside no fato que ele abre o circuito da fonte de tensão quando houver uma sobrecarga, mas não precisa ser trocado. Depois dele atuar, basta pressionar o botão de reset  e ele estará pronto para funcionar novamente. Este circuito eu encontrei no canal do "Professor Bairros" e foi postado pelo Rodrigo, um seguidor do canal. Não sei se foi ele que desenvolveu o circuito ou copiou da Net, só sei que ele funciona muito bem e resolveu meu problema.

O funcionamento é bem simples. A tensão que vem do retificador e filtro  da fonte de tensão será ligado ao pino B1. A corrente passa pelo resistor shunt R1 e sai pelo contato normalmente fechado (NF) do relé k1. Este resistor é que determina a corrente máxima que a fonte pode fornecer. Quando uma corrente maior que 3,5A (o que eu determinei neste circuito), atravessar R1, será desenvolvido uma queda de tensão que vai acionar o opto-acoplador que fará circular uma corrente pelo resistor R2, vbe de T2 e vbe de T3 e irá saturar o transistor T3 que ligará o relé K1. A tensão da fonte será cortada da saída e ligada em R5 e R7.  A corrente em R5 manterá o relé ligado e R7 vai acender o Led 1 que indica um evento de alarme na fonte. Esta condição permanece até que se pressione o botão Reset S1. A corrente de base de T2 zera e leva o transistor ao corte desligando o relé e normalizando o circuito. O relé usado é de 12V e foi necessário um regulador para alimenta-lo, já que a tensão da fonte é bem maior que sua tensão nominal. Esta função é feita por T4 e o diodo zener D2.

A placa pcb ficou com um tamanho de 63 x 55 mm

Quem quiser saber mais sobre eletrônica, aprender análise de circuitos, circuitos interessantes e ter uma boa explicação de como funciona, recomendo o Canal do Professor Bairros.  Ele explica tão bem que a eletrônica fica fácil demais. Segue aí o endereço do canal:  https://www.youtube.com/@professorbairros/about 

Carregador de Bateria 12V 7A

 Quando se carrega uma bateria, ela passa por 3 etapas que são: 

Bulk - A bateria recebe uma carga com corrente constante de 01C, ou seja, um décimo da sua capacidade total. Em uma bateria de 7AH, vamos carregá-la com 700mA. Nesta etapa, a tensão na bateria vai subindo até atingir 14,4 volts. Neste ponto a bateria estará carregada com uns 60%.

Absorption - Nesta etapa a bateria mantém a tensão de 14,4 volts e a corrente de carga vai diminuindo. Esta etapa é importante para carregar completamente a bateria.

Float - Nesta etapa a tensão de carga é reduzida para 13,6 volts e é usada quando a bateria ficar sempre conectada ao carregador

Uma bateria de chumbo-ácido pode receber até 03C, mas ela pode esquecer muito e o tempo de vida vai diminuir, além de precisar de um sistema mais complexo de carga e controle.

Neste circuito eu utilizei uma fonte de notebook como entrada de potência para alimentar o circuito do carregador. Foi usado o LM317 para fornecer a tensão de 14,4V e a corrente constante de carga e um Ampop como controle de corte do carregador.

Na saída foi colocado o diodo D4 para evitar que quando a tensão de entrada for zerada, a bateria não descarregue pelo circuito do LM317. 

Quando o circuito for ligado vai acender o led 3 (ligado) e o led 1, indicando que está em carga. 

Ao se conectar a bateria descarregada (menor que 11V),  a corrente será detectada pelo resistor shunt R2 que desenvolve uma queda de tensão maior que 0,65 volts, que faz o transistor T1 conduzir e abaixar a tensão de saída do LM317. Como é um circuito realimentado, a tensão ficará limitada pela relação Vbe/R2. R2 será calculado pela fórmula: 0,65V/Icarga. 

Depois de um tempo a tensão na bateria vai atingir 14,4V e acenderá o Led 2, indicando o término da primeira etapa. Daí pra frente, a tensão de carga vai permanecer neste valor e a corrente de carga vai diminuir e será monitorada pelo LM358-B. A entrada inversora tem uma tensão de referência de 0,2V e quando a corrente de carga provocar uma queda de tensão em R2 abaixo deste valor, o led 1 se apaga e o relé será acionado interrompendo a carga na bateria. Note que ao ser retirada de circuito, a tensão na entrada não inversora cairá pra zero volt e fará o relé continuar acionado. O Led 1 (carga) se apaga, ficando acesos led 2 (14,4V) e led 3 (ligado), indicando o fim do ciclo de carga.

Ajustes

Sem a bateria ligada, ajuste a tensão de saída do LM317 em 14,9 volts e regule P2 para acender o Led 2.  Agora regule  P1 para 15,1 volts. A tensão de carga da bateria + a queda no diodo D4. Ligue uma bateria descarregada e deverá acender led 3, led 1. Led 2 deverá acender depois da bateria atingir 14.2 volts.

É isso!

Como calcular a potência máxima de um transformador desconhecido

Sabe aquele transformador retirado de uma sucata ou mesmo aquele que estava guardado há muito tempo e que você quer usa-lo em um novo projeto? O problema é que ele não tem mais nenhuma especificação e o que você pode saber dele é a tensão medida no secundário e no primário, nada mais.

Este texto vai te explicar como obter o valor da potência máxima deste transformador, medindo a seção central do núcleo de ferro. Ele montado é difícil, mas tem um jeito legal de fazer isso.

O núcleo do transformador é responsável por transferir a corrente induzida no enrolamento primário para o enrolamento secundário. Ele é constituído por um material ferromagnético, que contém em sua composição o silício. Os fluxos magnéticos alternados provocam correntes parasitas e por isso o núcleo é feito de chapas finas para minimizar este efeito que produz perdas no transformador.

Precisamos, então, medir a área do núcleo onde será enrolada a bobina.

Veja como é feito.

Exemplo:

L = 1,5 cm

X = 2,5 cm

Y = 2 x L = 3,0 cm

Área da seção do núcleo = 2,5 x 3,0 = 7,5 cm²

S = 7,5² = 56,25 VA    (VA = Potência em VoltAmpere)

Calcular a corrente máxima no secundário: (Is)

        Es =  20V  (valor medido no secundário)                                                     

Onde:  Is = Corrente no secundário

            VA - Potencia calculada

            Es = Tensão no secundário

É isso.