¿Cómo determinar los vatios en un esquema de notas de aplicaciones?

En el peor de los casos promedio (solo ligeramente patológico) (potencia promedio de 20 W en 8 ohmios a 20 kHz de onda sinusoidal continua) la disipación de energía en las resistencias de 4,7 ohmios será de alrededor de 120 mW.

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Editar: en caso de que tenga curiosidad sobre cómo obtuve esto mientras evitaba errores matemáticos, bueno, es sábado, soy perezoso y los cálculos se parecen demasiado a lo que hago para el trabajo remunerado, así que lo simulé en SPICE. . Por supuesto, también podía hacerlo manualmente o en Matlab, etc., pero esto fue fácil.

Los marcadores W son como sondas que miden la potencia instantánea disipada en los componentes. El voltaje máximo de 17.888 se eligió para dar 20 W (y verificado por el marcador):

VAMPL =$\sqrt{2} \times \sqrt{20W \times 8\Omega} = \sqrt{320}$v

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La disipación real al reproducir cualquier fuente de señal sensible para escuchar será mucho menor.

Puede usar 1/4W para todo en cuanto a resistencia. La clasificación de 35 V está bien para los condensadores, ya que nunca debe acercarse a eso para el suministro (y generalmente tienen una clasificación de sobretensión que le permite superar ligeramente la clasificación), pero usaría 50 V y 105 ° C por algún margen.

Como verificación, mire las partes en el diseño de PCB de muestra. Si las resistencias no son físicamente grandes, no son de alta potencia.

Eso no significa que si hizo algo realmente pervertido como alimentar una onda sinusoidal de 100 kHz en la entrada (y aumentarla para obtener 20 W a pesar de la caída del amplificador) no podría estropear esas resistencias haciendo disipan varios vatios. Si estás nervioso, las resistencias de 1 W son baratas y no tan grandes.

Si desea leer más sobre la serie RC en las salidas, se llaman redes Zobel o celdas Boucherot.

El$R_7$-$C_8$La impedancia en serie se puede calcular fácilmente:

$$Z=R_7+Z_{C8}=R_7+\frac{1}{sC_8}=\frac{R_7C_8\cdot s + 1}{C_8\cdot s}$$ eso significa que cuando la frecuencia es cero la impedancia se aproxima $\infty$, es decir $C_8$está abierto, mientras que a medida que aumenta la frecuencia, la impedancia disminuye, y cuando la frecuencia se acerca $\infty$tienes $Z\rightarrow R_7$. Desde $R_7=4.7\Omega$y $V_{cc}=-V_{dd}=35V$el voltaje máximo a través $Z$sería menos que $35V$. En el peor de los casos, es decir, cuando $Z=R_7=4.7\Omega$tienes: $$P_Z=\frac{V_{CC}^2}{R_7}=\frac{1225}{4.7}W=260W$$ ¿Esperar lo?
Bueno, el punto es que la frecuencia está mucho más allá $\infty$, en realidad podemos suponer $f_{MAX}=20$kHz, esa es la señal de audio para usted. Desde $s=j\cdot 2\pi\cdot f$solo tenemos que calcular: $$Z_{MIN}=Z(f=f_{MAX})= \dots = (4.7 - j\cdot 80)\Omega$$ Por supuesto que necesitamos el valor absoluto: $$|Z_{MIN}|=\sqrt{4.7^2 + 80^2}=80\Omega\rightarrow I_Z=\frac{V_{CC}}{|Z_{MIN}|}=\dots=437mA$$ Y finalmente: $$P_{MAX}=R_7\cdot I_Z^2 \approx 900mW$$

Solo usa algo un poco más grande y listo, 1W es lo suficientemente bueno.

Tenga en cuenta que 35 V es la clasificación máxima absoluta . Es mejor alimentar el amplificador con un voltaje más bajo, consulte la tabla 4, página 6: para obtener 40W @ 8$\Omega$Solo necesitas$\pm26V$, que conduce a$P_{MAX}\approx500mW$significa que$1W$Las resistencias son perfectamente seguras para usted.

Acerca de los condensadores, todas las tapas de potencia deben soportar por completo$V_{CC}$, es decir$C_{4,5,6,7}$. Lo mismo va para$C_{8,9}$.$C_3$debe soportar un columpio más angosto, consulte la tabla 5 y la fig. 17, página 13. Finalmente,$C_{1,2}$también pueden ser "más pequeños" ya que solo ven niveles de línea, eso es unos 2V. Puedes comprar un montón de tapas de 35V y usarlas.

Comienza con el combo 18k/560. La potencia total disipada es V x V / R, o 25 x 25 / 18 560. Eso es 0,034 vatios, por lo que ambos pueden ser 1/8 vatios (se usan 25 voltios para encontrar el voltaje máximo de una onda sinusoidal para producir 40 vatios en 8 ohmios. Eso es sqrt (2 x P x R)). Para las unidades de 4,7 ohmios, considere que están en serie con tapas de 0,1 uF, y la impedancia de una tapa es 1 /( 2 x pi xfx C). Para una C de .0000001 y una frecuencia máxima de, digamos 10 kHz, eso es alrededor de 160 ohmios. El voltaje a través de la resistencia (sin tener en cuenta los cambios de fase) será de 25 x (4,7/164,7) o 0,7 voltios. Entonces, la potencia en la resistencia es V x V / R, o (0,7 x 0,7 / 4,7) o 0,1 vatios. Entonces, una unidad de 1/4 de vatio debería ser suficiente.

La razón por la que puede usar una frecuencia de 10 KHz es que, para la música real, los niveles armónicos están muy por debajo de las frecuencias más bajas, y no necesita lidiar con los 20 kHz completos.