Apresentamos nesse artigo um amplificador integrado especialmente projetado para aplicações automotivas. Na configuração em ponte, um único integrado pode fornecer a uma carga de 4 ohms uma potência de 20 W e, numa aplicação convencional, podemos ter um eficiente amplificador de 10 W por canal em carga de 2 ohms.
O LM2005 é um duplo amplificador integrado, projetado especialmente para aplicações automotivas.
Com uma alta corrente de operação, da ordem de 3,5A, ele pode facilmente fornecer potências de 20 W.
Os três modos básicos de operação são analisados nesse artigo, e incluem a operação em ponte, em que podemos usar dois integrados para obter um sistema estéreo de 20 W por canal, ou um único em que obtemos 20 W, sendo 10 por canal.
Dentre as principais características que o fabricante (National) destaca neste integrado temos:
- Grande faixa de tensões de alimentação (8 a 18V);
- Ganho programado externamente
- Pode operar com ou sem bootstrap;
- Baixa distorção;
- Baixo ruído;
- Alta capacidade de correntes de pico;
- Proteção contra alta tensão;
- Proteção contra curto-circuitos AC e DC na saída, em relação à terra
- Proteção térmica;
- Proteção para cargas indutivas;
- Proteção contra abertura de ligação à terra
- Imunidade até 40 V de transientes da fonte de alimentação;
- Pinagem compatível à do TDA2005.
Na figura 1 temos a pinagem deste integrado com a identificação de seus terminais.
Os máximos absolutos são os seguintes:
- Tensão máxima de alimentação: 18 V
- Tensão máxima absoluta de alimentação interna: 28 V
- Tensão máxima de transiente (50 ms): 40 V
- Corrente máxima de saída: 3,5 A;
- Dissipação máxima de potência: 30 W;
- Faixa de temperaturas de operação: -40°C a +85°C.
As características elétricas principais são dadas na tabela 1.
Na figura 2 temos o primeiro circuito prático para o amplificador.
Trata-se de uma versão em ponte que fornece uma potência de saída de 20 W em cargas de 4 ohms.
Os eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho superior à da fonte de alimentação, e os resistores são todos de1/8 ou 1/4W com 10% de tolerância.
Os cabos de entrada de sinal devem ser blindados, e as trilhas da placa de circuito impresso que levam a alimentação ao integrado, de retorno de terra e também de conexão do alto-falante devem ser largas, em vista da corrente circulante.
Observe que nesta configuração os dois amplificadores do integrado são usados para amplificar o mesmo sinal, porém com fases invertidas.
Desta forma, quando num instante o terminal 10 de saída estiver passando por uma excursão positiva, o correspondente de saída da outra metade (terminal 8) estará apresentando uma excursão negativa.
O resultado é que a amplitude pico-a-pico do sinal de saída ficará multiplicada de tal forma que, para uma dada impedância, poderemos ter o quádruplo da potência obtida por um canal isoladamente.
Em outras palavras, se com 4 ohms obtemos aproximadamente 5 W num canal isoladamente com 4 ohms e em ponte obtemos 4 x 5 = 20 W.
Isoladamente, cada amplificador admite carga de 2 ohms, mas em ponte, esta redução, que poderia levar a uma potência teórica de 40 W, não é possível, dada a capacidade de dissipação do integrado.
Assim, obtemos com 4 ohms a potência máxima que é de 20W.
Para utilização isolada (dual) do integrado, num sistema estereofônico de 10 W por canal, temos o circuito da figura 3.
Observe que para este tipo de aplicação precisamos de capacitores eletrolíticos de valores elevados no acoplamento do alto-falante, o que não é necessário na aplicação em ponte.
O fabricante (National) fornece em seu manual diversas informações sobre as funções dos componentes circuito. Algumas dessas informações reproduzimos na tabela 2.
Finalmente, na figura 4 temos uma aplicação em que se minimiza a quantidade de componentes externos, sendo ideal para os casos emmque se disponha de pouco espaço.
Obtém-se a minimização com a eliminação da rede de bootstrap e C5 do circuito anterior.
Os elementos de feedback (R1, R2 e C2) são eliminados também, o que diminui o ganho do circuito, mas nas aplicações menos críticas o amplificador se mostra satisfatório.
REFERÊNCIAS
National Semiconductor Corporation – 1984 - Linear Supplement Data-BooK
