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Electronique > Réalisations > Amplificateurs > Ampli BF 002b

Dernière mise à jour : 07/12/2008

Caractéristiques principales

Puissance : 15 W
Tension : +12 V à +18 V
Technologie : Circuits intégrés TDA2002

Présentation

Cet ampli fonctionne selon le même principe que l'ampli BF 002. Il est simple à réaliser, et fonctionne à l'aide d'une unique source d'alimentation de 18 V. Il repose sur l'emploi de deux amplificateurs intégrés de type TDA2002, capable à eux seuls de délivrer une puissance de quelques watts.

Ampli BF 002b - PCB 3D

Montés en pont, ces deux circuits permettent de délivrer une puissance confortable de plus de 10 W efficaces sur un HP d'impédance 4 ohms, avec une distorsion inférieure à 1 % (si on accèpte une distorsion plus importante, la puissance peut grimper à 20 W).

Schéma

Vous pouvez faire la comparaison avec l'ampli BF 002, c'est la même chose mais avec un peu moins de composants.

Montage en pont

Si vous regardez bien, vous noterez une certaine symétrie, et cela est tout à fait normal. La technique de mise en pont de deux amplificateurs consiste à attaquer un premier amplificateur avec un signal audio classique, alors que l'autre amplificateur reçoit au même moment ce même signal BF mais en opposition de phase. Ici, il n'y a pas à proprement parler d'étage inverseur de phase. Il est inutile parce que le TDA possède une entrée inverseuse et une entrée non inverseuse. On applique le signal audio sur la borne non inverseuse du premier ampli, et on applique le signal audio sur la borne inverseuse du second ampli. Les deux amplis vont donc délivrer sur leur sortie les mêmes signaux électriques, mais opposés dans leur polarité. Bon, c'est bien beau tout ça, mais comment se fait-il que l'on puisse ainsi quadrupler la puissance avec seulement deux amplis ? Et bien ce n'est pas très compliqué : le tout est de connaitre la formule donnant la puissance en fonction de la tension et de la résistance. Cette formule est P = (UxU / R), P étant la puissance en Watt, R la résistance en ohm, et U la tension aux bornes de la résistance, en volts. Cette simple formule montre que si l'on double la tension aux bornes de R, la puissance est multipliée par quatre (si vous n'êtes pas convaincu, prenez un exemple avec U = 12V et R = 4 ohms, puis ensuite U = 24V et R = 4 ohms). Voilà, c'est tout ! Si on applique une tension donnée sur une borne du HP, et que l'on applique la même tension mais opposée en signe sur l'autre borne du HP, ce dernier voit à ses bornes une tension qui est doublée, donc une puissance qui est quadruplée. Plus de détails à la page Pontage d'amplificateurs BF.

Sortie

La sortie s'effectue sur la borne 4 du TDA2002, le raccord au haut-parleur ne nécessite pas de condensateur de liaison (chimique) du fait que la même tension continue est appliquée des deux côtés du haut-parleur, qui ne voit donc qu'une différence de potentielle nulle (en fait il peut exister une petite tension aux bornes du HP, mais cette dernière ne sera pas dangeureuse).

Alimentation

L'alimentation du TDA2002 s'effectue entre les pattes 3 (masse) et 5 (+V). La semelle métallique du CI est reliée à la masse, et donc à la patte 3. Le découplage d'alimentation assuré par le couple C5 et C6 est impératif ! Ces condensateurs sont absolument indispensables, et devront dans la mesure du possible être très près des deux TDA2003, ou être reliés avec un fil ou piste de CI de forte section.

Vérifications

Lors de la mise sous tension (qui doit suivre une vérification rigoureuse du cablage), et sans signal BF à l'entrée, vous pouvez placer votre doigt sur les TDA2002. Si au moins un des deux devient très chaud ou bouillant au bout de quelques secondes, arrêtez tout, car il y a soit une oscillation parasite, soit une erreur de cablage. Si aucun CI ne chauffe, vérifiez si vous le pouvez, le courant consommé au repos (donc toujours sans BF à l'entrée). Il doit être compris entre 50 mA et 150 mA.

Utilisation comme Booster d'autoradio

Il est possible d'utiliser le schéma précédent pour réaliser un booster d'autoradio, à condition d'ajouter un pont diviseur résistif en entrée, pour amener le niveau BF présent en sorties amplifiées de l'autoradio (sorties HP), à un niveau acceptable pour l'ampli. Le pont diviseur doit apporter une atténuation d'un rapport de 20 environ. Deux résistances de 220 ohms et de 10 ohms conviendront très bien. Pour un autoradio dont une des deux bornes du HP est reliée à la masse (vérification avec un ohmètre), brancher comme indiqué ci-dessous.

Pour un autoradio dont aucune des deux bornes du HP n'est reliée à la masse (amplificateur en pont, vérification avec un ohmètre), brancher comme indiqué ci-dessous.

Vous pouvez aussi prévoir un réglage de volume additionnel, comme le montre le schéma suivant.

Descriptif TDA2002 (ou TDA2003)

Le TDA2002 (ainsi que le TDA2003, un peu plus puissant) se présente sous la forme d'un boitier TO220 doté de cinq pattes : une rangée de deux pattes + une rangée de 3 pattes. Ce type de boitier est appelé "Pentawatt5" (Pentawatt modèle 5 pattes). Il existe deux sortes de TDA2002 : le modèle horizontal (TDA2002H) et le modèle vertical (TDA2002V), voir photos ci-dessous (ces photos montrent des TDA2003 mais il s'agit bien des mêmes types de boitiers). Ils sont identiques électriquement et fonctionnellement, choisissez simplement celui qui vous convient le mieux en fonction de la disposition des composants et du radiateur.

TDA2003H

Vue de dessus

Numéro broche	Appellation	Fonction	Remarque
1	Non Inverting Input	Entrée non inverseuse	-
2	Inverting Input	Entrée inverseuse	-
3	Ground	Masse	Masse reliée à la semelle métallique du boitier
4	Output	Sortie	Sortie BF amplifiée
5	Supply Voltage	Alimentation	18V, max 28V (supporte 40V mais pendant 50ms max)

	TDA2002	TDA2003
Alimentation	8 V à 18 V (max 28 V)	8 V à 18 V (max 28 V)
Courant max en sortie	3,5 A (4,5 A en pointes)	3,5 A (4,5 A en pointes)
Puissance max dissipable	15 W	20 W
Puissance de sortie	8 W / 2 ohms / alim 14,4 V 6,5 W / 4 ohms / alim 16 V	10 W / 2 ohms / alim 14,4 V 6 W / 4 ohms / alim 14,4 V
Impédance de charge minimale	1,6 ohm	1,6 ohm

Circuit imprimé

Réalisé en simple face.
Très important !
1 - J'ai dessiné ce typon mais ne l'ai pas essayé sous cette forme. Je ne garantis pas que l'ampli fonctionne bien avec ce dernier.
2 - Il est impératif de fixer les deux TDA2002 sur un radiateur afin d'assurer leur reffroidissement correct, sans aucun isolant genre mica ou semelle silicone.
3 - Mettre une bonne couche de soudure sur les pistes qui véhiculent l'alimentation (masse et +V) et le signal audio de sortie amplifié.

Typon aux formats PDF, EPS et Bitmap 600 dpi