Un amplificador integrado para principiantes (amplificador + preamplificador + fuente)

[AntonioAA]

No pretendo estar a los niveles de Uds. , pero he usado con mucho exito el protector de parlantes Crimson-Zavalla ... cuesta una fuente extra pero es una maravilla , sobre todo en el APAGADO.
No funciona con Clase D porque son bridge y no es posible detectar la DC , pero levantando las resistencias queda el retardo y apagado rapido .
Por otra parte , he comprado unas plaquetitas muy baratas con relé de 5V y activadas por optoacoplador ... poniendo un capacitor a la entrada da un retardo perfecto . Lo uso para mi Home Cinema en el que tengo que prender varios aparatos ( Sub, Chromecast, Deco de TV .... )
Y los enciendo a todos con el USB del TV .
Con esto evito rabietas del WAF !!!! ( no puedo reproducir los terminos )

 

[Dr. Zoidberg]

pero he usado con mucho exito el protector de parlantes Crimson-Zavalla ... cuesta una fuente extra pero es una maravilla , sobre todo en el APAGADO

Ese es un problema, por que perdemos lo de "bajo costo" al gastar en una fuente adicional, y además el espacio interno del gabinete está muy comprometido y no hay lugar para una fuente extra

he comprado unas plaquetitas muy baratas con relé de 5V y activadas por optoacoplador ... poniendo un capacitor a la entrada da un retardo perfecto . Lo uso para mi Home Cinema en el que tengo que prender varios aparatos

Buena idea!!! Esas placas valen muy poco y pueden ser una solución al relay de corte de este proyecto...

PD: Ayer compré 6 arandelas medio violentas y parecidas a las que usa el hombre del video. Luego les voy a traer unas fotos, pero tienen cerca de 40mm de diámetro con un hueco de 15mm. Veremos que sucede...

 

[direccionyproyectos]

Estuve simulando un poco lo que hizo el hombre del video, y el circuito magnético parece operar muy parecido como le dá a el.
Esta es la simulación que hice:
Ver el archivo adjunto 291205
Las inductancias están calculadas en base a 12nH / mm, así que los 60nH del primario son 5mm de cable de 220V enrollado dos vueltas en el toroide (creo que debería ser un poco mas de 5mm...pero bué, si fuera mas grande funcionaría mejor). Los 22uH del secundario son las 100 vueltas de alambre que el comenta y que según mis cálculos y algunas pruebas que hice deberían ser como 2mts de alambre.
La inductancia mutua la calcula Simetrix en base a un factor de acople de 0.9, que si bien es medio bajo yo no espero que sea mucho mayor dado lo precario del núcleo que construyó.
La corriente I1 que circula por el primario es de 440mApap, que equivale mas o menos a un amplificador de 20+20W a plena carga, y el resultado en el secundario del transformador es lo siguiente:
Ver el archivo adjunto 291207
La amplitud de la tensión "roja" (es tensión por que hay una resistencia de 100 ohms en el secundario) es para la corriente de 440mApap, y es de 145uV, mientras que la verde es para una corriente de 34mApap, que serían los amplificadores en reposo (y falta el pre) y la tensión es de 12uV. Ambos valores son amplificables, así que parece que puede andar bien, sobre todo por que las inductancias no han tenido en cuenta el material del núcleo excepto para la inductancia mutua, así que deberían ser un poco mayores...

Pero... Que pasará en caso de avería del amplificador y entrase en corto?
Tendríamos un pico de muchos amperios... Y en consecuencia un pico de tensión en el toroide?

Incluso el pico de encendido.

 

[Dr. Zoidberg]

Pero... Que pasará en caso de avería del amplificador y entrase en corto?
Tendríamos un pico de muchos amperios... Y en consecuencia un pico de tensión en el toroide?

No pasa absolutamente nada. La tensión inducida en la bobina es muuuy baja (milivolts o cientos de microvolts) y hay que amplificarla por un par de cientos de veces para que sea usable. La entrada del A.O. no corre peligro (aunque se puede proteger con diodos) y la salida saturará contra Vcc....de ahí no pasa

 

[direccionyproyectos]

Pues algo debí hacer mal, porque me he cargado 3 operacionales probando con una simple lámpara.
Será que no puse la R de 100 Ohm....

 

[DJ T3]

Con lo del relé que mensiona Antonio, había pensado en alimentar un relé con fuente capacitiva directo de los 220Vca, pero lo descarté por el concepto de "principiantes".

Pues algo debí hacer mal, porque me he cargado 3 operacionales probando con una simple lámpara.
Será que no puse la R de 100 Ohm....

Justo a eso me refería cuando dije

El detector de consumo o corriente, debe estar muy bien calculado, ya que debe detectar el consumo en reposo como mínimo, pero en cuanto aumente el consumo, lo hará la tensión de salida del transformador, con lo que de milivoltios pasarían a algunos voltios inclusive decenas o mas...

 

[Dr. Zoidberg]

Será que no puse la R de 100 Ohm....

Exactamente. Es un transformador de corriente, y como tal, fuerza a que circule por el secundario la corriente establecida por la relación de vueltas que hayas hecho: Is = Ip x Nvp / Nvs => moraleja: Si no ponés la resistencia para que se genere una tensión medible y lo dejás a circuito abierto, la tensión en el secundario (donde colocaste el A.O) tenderá a un valor muuuuy alto por que la "resistencia que pusiste" vale infinito

 

[direccionyproyectos]

Ya ve. Sólo pasé un hilo del cable de la lámpara por el interior de la bobina. Cero vueltas en el primario. O una vuelta, según se mire.
No imaginaba que fuese tan alta la corriente inducida.

 

[DJ T3]

No imaginaba que fuese tan alta la corriente inducida

No recuerdo dónde, pero se hablaba de que si queda al aire o con una resistencia muy alta, la tensión inducida puede llegar a miles, según se arme el transformador de corriente.

Aparte de la resistencia, pondría un zener y un diodo para proteger de una subida de tensión (zener) y una inversión de fase (diodo)

 

[Dr. Zoidberg]

Tenes que cerrar el circuito secundario con una resistencia entre 100 y 200 ohms (tipico).
Se ve que has usado un buen nucleo

 

[switchxxi]

Ya ve. Sólo pasé un hilo del cable de la lámpara por el interior de la bobina. Cero vueltas en el primario. O una vuelta, según se mire.

/OT

Se cuenta como vuelta cada vez que cruza el conductor, así que es una vuelta.

/End OT

 

[Dr. Zoidberg]

Vamos a ver que he hecho hasta ahora.
1-Junté este "stock" de toroides y arandelas. Las arandelas están medio grandes, pero así es mas fácil pasar el alambre.

Las primeras de la izquierda son las arandelas (obvio, no?) y estas son sus dimensiones....pero todavía no armo nada con ellas.


El amarillo que sigue es un toroide de filtrado LC de una de las fuentes de PC que desarmé para el gabinete. Tampoco lo he bobinado...
El que sigue - mas chico - también es de una fuente de PC pero no recuerdo cual. Estos toroides traen como 4 o 5 arrollamientos cada uno, de diferente largo y diámetro, pero el alambre rojo siempre es el mas largo y de un diámetro intermedio. Hay alambres mas flacos y mas gordos, pero hay que quitarlos...y es un laburito medio denso de hacer. Este tiene 31 o 32 vueltas.
El cuarto es un toroide que encontré en una caja y que compré en 1995 para bobinar un trafo que nunca bobiné. De este no hay datos, códigos ni nada que lo identifique. Está bobinado con el alambre rojo que saqué del núcleo amarillo y me alcanzó para 27 vueltas. Este es el que mejor funciona .
El último es un toroide de la fuente conmutada industrial que desarmé hace meses. El toroide es celeste claro o gris, no se vé muy bien, y tiene 51 vueltas.

2- Probé con los toroides que están bobinados, usando como carga una lámpara de 100W 220V que consume una coriente de 437mA medidos con la pinza amperométrica...aunque solo me interesa saberlo para establecer alguna relación con la corriente que circula por los bobinados.
Primero ensayé el "celeste", y me dió estos resultados:
La inductancia de la bobina es de casi 300uH:

y la corriente por el bobinado es 400uA con 2 vueltas (la bobina está casi en corto por el shunt del tester).

3- Luego hice la misma prueba con el toroide "marrón". La inductancia me dió algo de 55uH

y la lectura con tres vueltas del cable me dió 250uA

4- Por último probé el toroide de 1995, que no quedó muy bonito pero no tengo mucho alambre esmaltado como para hacer pruebas y descartar los recortes así que reuso lo que pillo.

Me olvidé de sacar foto de la inductancia medida, pero también es de casi 300uH. A este lo medí primero con una vuelta del cable y me dió 570uA, pero con dos vueltas me dió 1.31mA.

Ahí se vé la resistencia 100 ohms pero no está conectada a ambos extremos. Luego voy a medir la tensión alterna que resulta, pero en algunas pruebas no dá muy alta que digamos por que la potencia transferida por el cable al núcleo es muuuy pequeña.

Bueno...hasta acá llegamos por hoy.

Continuará????

 

[DJ T3]

Te consulto Doc, que tenes mas experiencia que yo, o cualquier otro del foro.
Para hacerlo universal, será posible realizar el transformador pero con núcleo de aire?
Desconozco las propiedades magneticas, pero lo único que importa es una señal de presencia de 220Vca/110Vca...

 

[Dr. Zoidberg]

Para hacerlo universal, será posible realizar el transformador pero con núcleo de aire?

Hasta ahora me parece que no. La magnitud de la corriente que circula por el secundario es muy dependiente de la permeabilidad magnética del núcleo y de la cantidad de vueltas, tanto del secundario como del primario. Si el primario debe ser de una sola vuelta (que solo pase el cable) vas a necesitar un núcleo que permita concentrar en él las líneas de campo magnético, y la única forma de hacerlo es con un núcleo muy permeable por que de lo contrario la dispersión del campo en un núcleo de aire poco va a inducir en la segunda bobina.
Lo que estoy buscando y midiendo se debe a la necesidad de encontrar un material apto para ser el núcleo de la bobina y que además sea fácil de conseguir....muy fácil de conseguir...y por eso voy a probar con los núcleos amarillos de las fuentes de PC, pero algunas pruebas preliminares no me hacen guardar mucha esperanza....

EDITO:
Acá te muestro las mediciones de un toroide de fuente de PC tal como viene en el PCB (inductancia 25uH maso...)

y acá tenés la medición de otro toroide muy similar al de fuente de PC pero con muchos bobinados. La inductancia también es de 25uH o por ahí muy cerca siempre considerando el cable ROJO que es el mas largo y de mas vueltas:

En ambos casos tuve que darle tres vueltas al cable de "potencia" para aumentar la sensiblidad. En el primer caso me generó 160uA y en el segundo 230uA. Es decir: con los toroides de fuentes de PC - que son todos mas o menos parecidos (al menos los 4 que medí) - es posible sensar la corriente de potencia y obtener una lectura "razonable" en el secundario. Hay que ver ahora cuanta tensión genera con la resistencia estándard de 100 ohms, y en base a eso hay que calcular el factor de amplificación mínima necesaria para obtener una señal más facil de procesar...

Continuaremos...

 

[Dr. Zoidberg]

Encontré un documento que explica los parámetros y los colores de los toroides. Todavía no sé que tan útil es, pero lo dejo por acá para que no se pierda.

 

[direccionyproyectos]

Dr. Le planteo otra posibilidad...
Y si en lugar de detectar corriente a través de una bobina, aprovechamos la tensión de rizado de la fuente?
Reemplazamos una bobina, que no parece fácil de calcular, al menos para un principiante. Por un condensador de desacople. Eliminamos la DC y cogemos la AC del rizado de la fuente. Posiblemente de algunos mV a alta frecuencia al ser una fuente conmutada.
La amplificamos con un operacional y la filtramos para dejarla en continua, para alimentar el 555....

 

[Dr. Zoidberg]

Y si en lugar de detectar corriente a través de una bobina, aprovechamos la tensión de rizado de la fuente?
Reemplazamos una bobina, que no parece fácil de calcular, al menos para un principiante. Por un condensador de desacople. Eliminamos la DC y cogemos la AC del rizado de la fuente. Posiblemente de algunos mV a alta frecuencia al ser una fuente conmutada.
La amplificamos con un operacional y la filtramos para dejarla en continua, para alimentar el 555....

No se.....me parece mas complicado meter mano en una SMPS y buscar de donde tomar la señal que sea útil...
Además, la fuente conmutada puede ser cualquier otra y no la que he usado...y ahí comenzarían de nuevo los problemas.
En cuanto a los toroides, no pretendo que se calcule nada, y ahora estoy analizando la posibilidad de usar los toroides de fuentes de PC tal como vienen, sin siquiera tener que rebobinarlos.... veré que sucede...

 

[direccionyproyectos]

No me refería a meter mano a la fuente.
Sencillamente colocar un condensador en la salida de la fuente. Bloqueamos la DC y solo pasa la AC del rizado de la fuente. Ese rizado que ha traspasado el condensador podría ser equivalente al inducido por la bobina, con la ventaja de que como mucho, su nivel nunca superaría a la tensión de la fuente.

 

[Sileighty_]

Probé con los toroides que están bobinados, usando como carga una lámpara de 100W 220V que consume una coriente de 437mA medidos con la pinza amperométrica

Me preocupa cuando el ampli esté en reposo, el consumo del primario de la smps va a ser bajísimo.. Habría que probarlo en esa condición. Tal vez sea necesario un toroide con muchas mas vueltas en el secundario.

 

[switchxxi]

No me refería a meter mano a la fuente.
Sencillamente colocar un condensador en la salida de la fuente. Bloqueamos la DC y solo pasa la AC del rizado de la fuente. Ese rizado que ha traspasado el condensador podría ser equivalente al inducido por la bobina, con la ventaja de que como mucho, su nivel nunca superaría a la tensión de la fuente.

Tomar el rizado de la salida es lo mismo que usar la salida misma para comandar y posee el mismo problema: Cuando se apaga el interruptor la fuente sigue/puede seguir funcionando un rato más. Por eso se trata de detectar en el lado primario.

Una llave doble sería ideal lástima que hay problemas con la separación con el lado "caliente".