Um recurso bastante usado para se multiplicar a potência de amplificadores é a sua ligação em ponte ou BTL (Bridge Tied Load). Nos automóveis, a maioria dos sistemas de som emprega o sistema denominado “Trimode” em que dois amplificadores podem ser comutados para operar na versão mono ou estéreo. Veja neste artigo como isso funciona e quais são as suas vantagens e desvantagens.
A ligação em ponte não apresenta maiores mistérios. Conforme mostra a figura 1, dois amplificadores são ligados a uma mesma carga de modo que cada um amplifique os sinais mas com fases opostas.
Dessa forma, a tensão instantânea aplicada à carga dobra e como a potência é proporcional ao quadrado da tensão, a potência quadruplica.
Assim, dois amplificadores de 10 W rms ligados em ponte não fornecem apenas 20 W a uma carga, mas sim 40 W.
Trata-se de uma técnica excelente quando a potência máxima de um sistema é limitada pela tensão de alimentação e pela impedância mínima que pode ter uma carga, o que ocorre nos sistemas de som automotivo.
Assim, a técnica de se conectar amplificadores em ponte é bastante usada nos sistemas de som automotivo que apresenta a configuração básica mostrada na figura 2.
Na operação normal estéreo, cada amplificador é ligado às fontes separadas de sinais, excitando os alto-falantes de cada canal.
Na operação mono, entra em ação um amplificador operacional que atua como inversor, invertendo assim a fase do sinal a ser amplificado por um dos amplificadores.
Os alto-falantes (ou alto-falante) são ligados então ao mesmo tempo nas saídas dos dois amplificadores, recebendo potência dobrada.
Para entendermos como é possível dobrar a potência do sistema, vamos supor que cada amplificador seja capaz de aplicar um sinal de 10 V numa carga de 4 Ω.
Assim, a potência de cada canal será:
P = V2/R = (10 x 10)/4 = 100/4 = 25 W por canal ou 50 W no total
Se ligarmos o mesmo amplificador em ponte a uma carga de 4 Ω, a tensão no alto-falante oscilará entre o valor máximo positivo e o máximo negativo, conforme mostra a figura 3.
Assim, a tensão aplicada ao alto-falante será de 20 V. Para uma carga de 4 Ω, a potência obtida será:
P = V2 / R = (20 x 20) / 4 = 400/4 = 100 W
Esse valor é o dobro do obtido na configuração comum estéreo.
Na figura 4 temos a configuração em ponte para um amplificador bastante usado em muitos sistemas de som automotivo.
Veja que esta configuração apresenta boas vantagens em termos de potência obtida, mas é apenas usada em som automotivo de alta potência, pois tem a vantagem de que muitos circuitos integrados usados nesta aplicação podem operar com cargas de 2 Ω de modo seguro.
No entanto, no som doméstico esta configuração não é muito usada, pois a qualidade de som obtida com a configuração normal é melhor. A ligação em ponte também eleva os níveis de distorção por crossover, o que é uma das suas maiores limitações para o uso doméstico.
A National Semiconductor (www.national.com), a Philips Components (www.philips.com) e a Sanyo (www.sanyo.com) possuem uma vasta linha de CIs de amplificadores que podem ser conectados em ponte assim como documentação técnica mostrando como isso pode ser feito.
