UPC1237 Fonte de alimentação com proteção

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UPC1237, circuito de Fonte de alimentação simétrica com proteção e delay para amplificadores de potência, o circuito integrado UPC1237 ou µpc1237HA é um CI designado para proteção de amplificadores de potência estéreo e alto falantes em caixas de som. Podendo ser alimentado por fontes de até 60V contem um driver para relé para até 80mA. Pode detectar a tensão AC, conta com delay de tempo para ligar os alto falantes no momento que os grandes capacitores da fonte estão carregados. Ao desligar o amplificador o relé irá desconectar os alto falantes evitando um estalo nos mesmo.

Esquema do circuito de fonte com proteção DC e timer para amplificador

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esquema fonte simétrica com proteção dc upc1237
Esquema fonte simétrica com proteção DC upc1237

Sobre o circuito de fonte de alimentação com upc1237

O circuito utiliza 4 grandes capacitores para filtro com valores desde 4.700µF, caso prefira poderá utilizar apenas 2. A tensão de trabalho destes capacitores deverá ser de acordo com a tensão do transformador utilizado e somado ao menos 30%  a mais. Exemplo para um transformador de 24V + 24V  teremos cerca de +-33V, neste caso 42,9V então escolhemos capacitores com tensão de trabalho de 50V, o próximo valor comercial. O conjunto R2/C8 e R3/C9 são para desacoplar os grandes capacitores eletrolítico e reduzir a impedância, R6 e R7 são para descarregar os grandes capacitores.

O Circuito integrado UPC1237 está configurado para reset automático (pino 3 ao GND), o pino 1 não será utilizado (Proteção contra sobrecarga), o pino 2 é utilizado para detecção de tensão DC na saída do amplificador. O pino 4 irá detectar quando a alimentação AC (Transformador) está desconectado e irá desativar o relé evitando estalos no alto falante.

Sobre a função de proteção de tensão DC
Se muita corrente DC passar através de uma bobina de alto falante,  a bobina  pode superaquecer e o alto-falante pode irá queimar. Para evitar este problema é necessário detectar o nível de Offset DC na saída e desconectar o alto falante do saída do amplificador, desligando o relé se nível DC for detectado acima do nível limite. Para os cálculos de VTH consulte o datasheet do UPC1237 da NEC.

Para função de detecção AC no pino 4 o resistor R10 deve se adequar a tensão de seu transformador, só seguir o gráfico abaixo, para 20VAc temos cerca de 10K.

upc1237 fonte simétrica amplificador gráfico resistor no pino4
upc1237 fonte simétrica amplificador gráfico do resistor no pino 4

Para alimentação no pino 8 utilizaremos regulador de tensão de 12V do tipo 7812 que servirá como fonte de alimentação do UPC1237 e do Relé de 12V, se preferir utilizar relé de 24V, mude o regulador para 7824 e R8 para 8,2K.
O regulador de tensão 7812 tem limite de trabalho de 35V se for utilizar com transformador maior do que 26VAc deverá utilizar um transformador auxiliar de 12V/100mA. Se utilizar o trafo da fonte para alimentação deverá utilizar em R1 200 Ohms e se utilizar com transformador auxiliar deverá utilizar resistor de 10 Ohms ou até mesmo um jumper. Os diodos D1 e D2 também devem ser colocados na placa de acordo com a transformador utilizado.

O relé utilizado é um Omron G2R-2-DC12 ou Songle SMI-12VDC-SL-2C ou outro relé duplo para PCB equivalente, o gargalo da fonte é a capacidade de corrente deste relé de 5A. Mesmo assim ideal para amplificadores de até 500W (Fontes > 50V) ou utilizando circuitos integrados como TPA3116, TDA7294, TDA7293, LM3886 ou amplificadores utilizando transistores.
Na placa de circuito impresso o comum (-) do áudio não está ligado diretamente ao terra da fonte de alimentação, permitindo ligar amplificadores em ponte ou alguns Classe D típico.
A ponte retificadora deve um que seja equivalente ao seu circuito.

Para cálculo de ripple da fonte de alimentação e a tensão do transformador ideal para seu projeto veja este artigo:

Circuito de fonte de alimentação simétrica linear para amplificadores

Veja também estes outros circuitos de fontes de alimentação postado aqui no nosso site.

Está disponível o arquivos para confecção da placa de circuito impresso em PDF, PNG e Gerber.

Sugestão de placa de circuito impresso

Placa de circuito impresso vista dos componentes topo
Placa de circuito impresso vista dos componentes topo
placa inferior fonte simétrica com proteção DC upc1237
PCB parte inferior
placa silk componentes fonte simétrica com proteção DC upc1237
Placa silk componentes
PCB Topo upc1237
PCB Topo

Lista de material para montar a fonte de alimentação para amplificador com UPC1237

Componente Valor Descrição Quantidade
Capacitores
C1, C2, C6, C7, C8, C9 100n/100V Capacitor cerâmico 6
C3, C4, C10, C11 4.700 a 10.000µ /50V Capacitor eletrolítico 4
C5, C12 100µ/50V Capacitor eletrolítico 2
C13 10µ/25V Capacitor eletrolítico 1
C14 10µ/50V Capacitor eletrolítico 1
C15 47µ/25V Capacitor eletrolítico 1
C16, C17, C18, C19 10n (103) /100V Capacitor cerâmico 4
Conectores
DC Conector KF8500 (Kf7.62) 3 vias Conector saída tensão DC 1
ENTRADA Conector KF8500 (Kf7.62) 4 vias Conector Entrada de áudio 1
TRAFO Conector KF8500 (Kf7.62) 3 vias Conector Alimentação AC 1
TRAFO2 Conector KF8500 (Kf7.62) 3 vias Conector alimentação upc1237 (opcional) 1
SAíDA Conector Borne Kre2 Kf301 2 Vias Conector Saída de áudio 1
Semicondutores
IC1 LM7812 Regulador de tensão 12V positivo 1
IC2 UPC1237 ou µPC1237 (C1237HA) CI de proteção para amplificador e alto falante 1
B1 BR3510L ou BR5010L-G ou equivalente Ponte retificadora 35A/100V 1
D1, D2, D3 1N4004 Diodo retificador 3
LED1 Led 3mm Led Vermelho
K1 Omron G2R-2-DC12 ou Songle SMI-12VDC-SL-2C Relé Duplo 12V 1
Resistores
R1 10 ou 200Ohms 2W – Veja texto Marrom, Preto, Preto, Ouro 1
R2, R3 1 Marrom, Preto, Ouro, Ouro 2
R4, R5 47K Amarelo, Violeta, Laranja, Ouro 2
R6, R7 2.2K /3W ou 5W Vermelho, Vermelho, Vermelho, Ouro 2
R8 3.3K Laranja, Laranja, Vermelho, Ouro 1
R9 56K Verde, Azul, Laranja, Ouro 1
R10, R11 10K Marrom, Preto, Laranja, Ouro 2
Solda, Fios, Pci, Caixa, transformador, chave, fusível, porta fusível, dissipador de calor, etc

Download dos arquivos para esta montagem – Inclui Gerber para encomendar a placa e arquivos da PCB em PDF incluindo datasheet do µpc11237HA da NEC

Download

Mirror

Datasheets em PDF dos componentes utilizado nesta montagem

Fotos do protótipo montado

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Sobre Toni Rodrigues

Autor do blog Te1.com.br. Técnico em Eletrônica Industrial pela Escola Técnica de Brasília registrado no CREA, Tecnólogo em Sistemas para Internet pela Unianhanguera. Interessado em eletrônica, montagens, pesquisas, informática e tecnologia em geral.

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