Diseño de Amplificador Clase D Discreto
Thought for 7 sec
Voy a revisar qué componentes no tienen cuerpo 3D visible y corregirlos cuando sea posible; donde Flux no tenga modelo 3D real, pondré una representación visual clara para baquelita.
Thought for 6 sec
No puedo continuar ejecutando cambios ahora porque no hay ACUs disponibles.
Estado actual
- Ya dejé la plantilla visual de baquelita con los bloques separados.
- Quité el modelo gigante de L1 y lo reemplacé por dos agujeros con etiqueta.
- Varios componentes sí tienen cuerpo 3D visible: conectores, capacitores radiales, MOSFETs, jack de audio, etc.
Pendiente
- Revisar uno por uno qué piezas aún salen sólo como pads/contorno.
- Reemplazar o representar visualmente en 3D los que falten, especialmente pasivos o piezas genéricas.
- Volver a correr revisión de ubicación después de esos cambios.
Cuando haya ACUs disponibles, puedo hacer que toda la plantilla se vea en 3D lo más completa posible.
Identificar faltantes 3D
Buscar modelos 3D
Revisar conectores 3D
Completar 3D y DRC
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Guía imprimible — Amplificador Clase D discreto en baquelita perforada
Proyecto: Amplificador Clase D Discreto
Alimentación: 12 V DC
Carga: parlante 8 Ω / 0,25 W
Entrada: jack 3,5 mm de audio
Montaje: baquelita perforada soldada
Regla de compra: NO usar SMD
Alimentación: 12 V DC
Carga: parlante 8 Ω / 0,25 W
Entrada: jack 3,5 mm de audio
Montaje: baquelita perforada soldada
Regla de compra: NO usar SMD
Esta versión está preparada para comprar y soldar piezas through-hole: resistencias axiales, capacitores radiales/disco, MOSFETs TO-92/TO-220, diodo DO-41, fusible radial y conectores through-hole. No uses protoboard sin soldar. Prueba primero con resistencia de 8 Ω / 1 W o mayor, no con el parlante.
1. Layout físico recomendado
Text
VISTA SUPERIOR DE LA BAQUELITA ┌───────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ +12V BUS ROJO │ │ cable rojo grueso recorriendo la parte superior │ ├───────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ ENTRADA AUDIO CONTROL / PWM POTENCIA │ │ │ │ J3 C1 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 │ │ R1 R14 R2 R3 R4 R5 R6 R7 C3 L1 C4 C6 J2 │ │ R8 R9 R10 R11 R12 C7 R13 │ │ │ │ izquierda centro derecha │ │ │ ├───────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ GND BUS NEGRO │ │ cable negro grueso recorriendo la parte inferior │ └───────────────────────────────────────────────────────────────┘
Coloca J4, F1, D1, C5 y C8 cerca de la entrada de alimentación y de Q6/Q7.
2. Código de colores
Table
| Color | Uso |
|---|---|
| Rojo grueso | +12 V principal |
| Negro grueso | GND principal |
| Amarillo | audio de entrada / AUDIO_AC |
| Verde | VREF 6 V |
| Azul | PWM / gates |
| Naranja grueso | SW_OUT, nodo conmutado |
| Blanco | AUDIO_OUT filtrado |
| Morado | salida después de C6 al parlante |
Mantén SW_OUT muy corto y lejos de la entrada de audio.
3. BOM sin SMD para baquelita
Table
| Cant. | Ref. | Valor / función | Comprar |
|---|---|---|---|
| 1 | J4 | Jack DC 12 V | Jack barril 5,5 × 2,1 mm through-hole, centro positivo; ejemplo PJ-002A |
| 1 | F1 | Fusible resettable | MF-R050-2 o equivalente PTC radial 500 mA hold |
| 1 | D1 | Diodo protección polaridad | 1N5819 axial DO-41, Schottky 40 V / 1 A |
| 1 | J3 | Jack audio | Jack 3,5 mm TRS through-hole o de panel; usar TIP y SLEEVE |
| 2 | J1, J2 | Borneras 2 pines | Bornera 5,08 mm through-hole |
| 3 | Q1, Q3, Q4 | N-MOSFET pequeño | 2N7000 TO-92 |
| 2 | Q2, Q5 | P-MOSFET pequeño | BS250P / BS250 TO-92; verificar pinout |
| 1 | Q6 | P-MOSFET potencia | IRF9Z34NPBF TO-220 |
| 1 | Q7 | N-MOSFET potencia | IRLZ44NPBF TO-220 |
| 1 | L1 | Inductor salida | 330 µH, ≥1,5 A, radial o con terminales soldables |
| 1 | C1 | Acoplamiento entrada | 1 µF / 25 V film radial; si usas electrolítico, respetar polaridad |
| 1 | C2 | VREF | 10 µF / 16 V o 25 V radial |
| 1 | C3 | Rampa PWM | 1 nF / 50 V cerámico disco o film radial |
| 1 | C4 | Filtro salida | 1 µF / 25 V film/cerámico radial |
| 1 | C5 | Bulk alimentación | 220 µF / 25 V radial |
| 1 | C6 | Acoplamiento parlante | 1000 µF / 16 V o 25 V radial |
| 1 | C7 | Snubber | 4,7 nF / 50 V cerámico/film radial |
| 1 | C8 | Desacoplo rápido | 100 nF / 25 V cerámico disco, pegado a Q6/Q7 |
| 1 | R1 | Bias | 56 kΩ, 1/4 W axial |
| 1 | R2 | Carga Q1 | 10 kΩ, 1/4 W axial |
| 1 | R3 | Fuente Q1 | 1 kΩ, 1/4 W axial |
| 2 | R4, R5 | Divisor VREF | 47 kΩ, 1/4 W axial |
| 1 | R6 | Timing PWM | 12 kΩ, 1/4 W axial |
| 1 | R7 | Timing PWM | 4,7 kΩ, 1/4 W axial |
| 2 | R8, R9 | Resistencias gate | 100 Ω, 1/4 W axial |
| 3 | R10, R11, R13 | Pull/descarga | 100 kΩ, 1/4 W axial |
| 1 | R12 | Snubber | 10 Ω, mínimo 1/4 W; mejor 1/2 W axial |
Total aproximado: 36 componentes físicos, más baquelita y cables.
4. Advertencias de pinout antes de soldar
No confíes en que todos los TO-92/TO-220 tienen el mismo orden de patas.
Text
Q1/Q3/Q4 2N7000: identificar G, D, S Q2/Q5 BS250P: identificar G, D, S Q6 IRF9Z34NPBF TO-220: identificar G, D, S Q7 IRLZ44NPBF TO-220: identificar G, D, S D1 1N5819: banda = cátodo, va hacia +12V C2/C5/C6: respetar polaridad
5. Cableado de alimentación
Text
J4 centro → F1 → D1 ánodo D1 cátodo/banda → +12V BUS J4 exterior → GND BUS C5 positivo → +12V BUS C5 negativo → GND BUS C8 un lado → +12V BUS C8 otro lado → GND BUS
6. Cableado de entrada de audio
Text
J3 TIP → C1 pin 1 C1 pin 2 → AUDIO_AC J3 SLEEVE → GND BUS J3 RING → sin conectar, salvo mezcla estéreo futura
Nodo AUDIO_AC:
Text
AUDIO_AC → gate Q1 AUDIO_AC → R14 150k → +12V BUS AUDIO_AC → R1 56k → GND BUS
Q1:
Text
Q1 drain → R2 10k → +12V BUS Q1 source → R3 1k → GND BUS Q1 gate → AUDIO_AC
Salida preamp:
Text
AUDIO_AMP = unión Q1 drain + R2
7. Referencia de 6 V
Text
+12V BUS → R4 47k → VREF → R5 47k → GND BUS VREF → C2 positivo C2 negativo → GND BUS
Medición esperada:
Text
VREF ≈ 6 V DC
8. Potencia y salida
Text
Q6 source → +12V BUS Q6 drain → SW_OUT Q6 gate → R8 100Ω → PWM/driver Q7 drain → SW_OUT Q7 source → GND BUS Q7 gate → R9 100Ω → PWM/driver
Nodo crítico:
Text
SW_OUT = Q6 drain + Q7 drain + L1 entrada + R12 entrada
Filtro:
Text
SW_OUT → L1 330µH → AUDIO_OUT AUDIO_OUT → C4 1µF → GND BUS AUDIO_OUT → C6 positivo C6 negativo → J2 pin 1 J2 pin 2 → GND BUS
Snubber:
Text
SW_OUT → R12 10Ω → C7 4.7nF → GND BUS
Descarga salida:
Text
J2 pin 1 / lado negativo de C6 → R13 100k → GND BUS
9. Checklist antes de energizar
- No hay corto entre +12V y GND.
- D1 tiene la banda/cátodo hacia +12V.
- C2, C5 y C6 tienen polaridad correcta.
- Q6 source va a +12V.
- Q7 source va a GND.
- Q6 drain y Q7 drain sólo se unen en SW_OUT.
- SW_OUT no toca +12V ni GND directo.
- C8 está físicamente cerca de Q6/Q7.
- J3 sleeve va a GND y TIP va a C1.
- Q1/Q2/Q3/Q4/Q5 pinout revisado con datasheet.
10. Pruebas iniciales
Prueba 1 — sin parlante
Text
Carga de prueba: resistencia 8 Ω / ≥1 W en J2 Fuente: 12 V DC con límite de corriente Límite inicial: 100 mA a 200 mA
Si la fuente entra en límite o algo calienta rápido: apagar.
Prueba 2 — medir DC
Table
| Punto | Esperado |
|---|---|
| +12V BUS a GND | ~11,4 a 12 V, según caída de D1 |
| VREF a GND | ~6 V |
| AUDIO_AC a GND | ~3,3 V |
| J2 pin 1 DC a GND | bajo tras estabilizar, C6 bloquea DC |
Prueba 3 — audio
Empieza con volumen bajo.
Text
TIP = señal de audio SLEEVE = GND
No conectes L y R directo juntos; si quieres estéreo a mono usa dos resistencias de 1 kΩ.
11. Fallas comunes
Table
| Síntoma | Posible causa |
|---|---|
| Fuente se protege | D1 invertido, Q6/Q7 mal cableados, SW_OUT en corto |
| No suena | VREF incorrecto, PWM no oscila, entrada no llega a C1 |
| Mucho ruido | SW_OUT largo, entrada cerca de potencia, GND deficiente |
| MOSFETs calientan | gates flotando, falta dead-time, Q6/Q7 cruzados |
| Parlante se desplaza | DC en salida; revisar C6 y etapa Q6/Q7 |
1. Layout físico recomendado
2. Código de colores
3. BOM sin SMD para baquelita
4. Advertencias de pinout antes de soldar
5. Cableado de alimentación
6. Cableado de entrada de audio
7. Referencia de 6 V
8. Potencia y salida
9. Checklist antes de energizar
10. Pruebas iniciales
Prueba 1 — sin parlante
Prueba 2 — medir DC
Prueba 3 — audio
11. Fallas comunes
