¿Cuál es el peligro de conectar un altavoz de 4 ohmios a un amplificador de 8 ohmios?

El único "peligro" real es que no podrá obtener la potencia nominal máxima del amplificador antes de que comience a distorsionarse.

Las fuentes de alimentación y la etapa de salida están diseñadas para suministrar corriente en una cierta proporción al voltaje, con la proporcionalidad constante siendo la impedancia de carga.

Si coloca una impedancia más baja en la salida (por ejemplo, 4Ω), alcanzará su límite de corriente antes de que alcance su límite de voltaje. El sonido no se distorsionará hasta ese punto, pero se recortará por encima de él.

Si le pones una impedancia más alta (por ejemplo, 16Ω), alcanzará su límite de voltaje antes de que alcance la corriente máxima.

De cualquier manera, solo obtendrás aproximadamente la mitad de la potencia nominal.

Esta es una pregunta sobre el área de operación segura de semiconductores, así que aquí hay una introducción rápida sobre esto.

Considere este amplificador .

LapotenciainstantáneadisipadaporlostransistoresdesalidaTR7,TR9eselvoltaje(VceparabipolaresoVdsparaFET)multiplicadoporlacorriente(IcparabipolaresoIdparaFET).

Elvoltajeesladiferenciaentreelvoltajedesuministro(aquí,37V)yelvoltajeenlacarga(unaltavoz).ConsidereTR7,entodomomentolatensióndealimentaciónesigualalasumadeTR7Vcemáslatensióndesalida.

Sidesealamismapotenciaenunaltavozde4ohmiosode8ohmios,elaltavozde4ohmiostomarámáscorrienteytendrámenosvoltajeatravésdeél.

Porejemplo,con1Wdepotenciainstantáneaenlacarga,unaresistenciade8ohmioscomocargatendrá2.83Venellaydibujará0.35A.Paraelmismo1W,unaresistenciade4ohmiostendrá2Vatravésdeél,ydibujará0.5A.

Entonces,paraunaltavozdemenorimpedancia,lacorrienteesmayoryelvoltajeenlostransistoresdesalidatambiénesmayor(porqueelvoltajeenlacargaesmenor).Estosignificaquelapotenciadisipadaenlostransistoresdesalidaesmayor.

Silacargaesunaltavozynounaresistencia,empeora,yaquelosaltavocestienenimpedanciareactiva,porloquelacorrienteyelvoltajenoestánenfase.Conunacargaresistiva,lacorrientemáximacorrespondealatensióndesalidamáxima,queeslatensiónmínimaatravésdelostransistores.Conunacargareactiva,estenoeselcaso,yelpuntodecorrientemáximapuedeocurrirantesodespuésdelciclo,conunvoltajemásaltoenlostransistores,loqueaumentaladisipaciónenlostransistoresdesalida.

EsteesunproblemaparaSOA(áreadeoperaciónsegura).Lostransistoressoncosaspequeñas,inclusountransistordepotenciarobustoseráunamasamuypequeñadesilicio,comounafraccióndeungramo,ydisiparmuchaenergíaelevarásutemperaturamuyrápidamente.Asíqueelfabricanteespecificaun Área de operación segura (SOA), algo así:

SOAesunareglaquedicecuántapotenciapuededisipareltransistordurantecuántotiempo,antesdequecorraelriesgodesoplar.Puederomperlaregla,porsupuesto(asupropioriesgo).

Porsupuesto,puedeagregarmástransistoresenparaleloparaquecompartaneltrabajo...peroestocuestadinero...opuedeagregarcircuitosdeprotecciónparaasegurarsedequelaSOAnoseexceda,peroestotambiéncuestadinero.¡Yeldineroescaro!

Dehecho,muyamenudoenelnegociodelaudio,unbuenfolletoconespecificacionesdemierdaesunaopciónmuchomásrentable.

Estosignificaque,lomásprobableesqueunamplificadordiscretodeClaseABquenoestédiseñadoparaserusado24/7PAnotengaunaprotecciónSOAadecuada(paraahorrarcostosycomplejidad).Siesunamplificadorparaaudiófilos,entoncesdefinitivamentenotendráningunaprotecciónporque"sonaría mal" (traducción: la protección que no suena mal costaría 50c extra y eso es demasiado caro).

Bueno, ese fue un post largo, pero lo que quiero decir es que si el amplificador es de clase AB (no de clase D) y se diseñó solo para 8 ohmios, usarlo en riesgos de 4 ohmios que excedan los límites de SOA en las salidas los dispositivos, y luego un dispositivo de salida se funde, luego cortocircuita y alimenta DC al altavoz, y luego, debido a que un fusible en la salida habría costado demasiado dinero (o no sería lo suficientemente audiófilo), entonces la bobina de voz del altavoz también se quema , y luego estás molesto.

Esto no sucederá durante la escucha normal porque los niveles de audición normales son muy bajos (a menos que sea sordo, espere aproximadamente un pico de 1W). Sin embargo, si organizas una fiesta y dejas que algunas personas ebrias se acerquen al botón de volumen, la probabilidad de que ocurra es del 100%.