Ce putere se poate scoate PRACTIC din o pereche de finali MJL21193+MJL21194

[DjLeco]

Am decis sa fac un test sa vedem ce putere se poate scoate din 1 pereche de finali originali MJL21193 si MJL21194 ON Semiconductor,pina isi dau duhul.

 

Rezistenta de sarcina , dummy load 4 ohm, un ampermetru scala 10A inseriat pe ramura de +Vcc, si voltmetrul ce masoara tensiunea intre +Vcc si -Vcc/

 

Las pozele si filmele sa vorbeasca.

 

Comentariile sint binevenite chiar cerute!

 

Cine vrea, poate calcula puterea de iesire, si eventual randamentul prin raportul puterii de alimentare vs puterea de iesire.

 

Modul inainte de test:

 

 

 

 

Poze dupa test:

 

 

Filmari in timpul "executiei", aveti rabdarea si urmariti cap coada, filmuletele puse, in ordinea lor!

 

 

 

http://www.youtube.com/watch?v=pBrwn3ErtRM

 

 

 

 

 

 

Testul pe boxa 4 ohm (3,6 ohm in DC, bobina difuzorului).

 

Intii pozele care certifica ,ca,echipamentul folosit este OK,adica precizia aparatelor de masura, atit in masuratoarea de rezistenta cit si a tensiunii, masurarea inductantei rezistentei de wattaj, comparativ cu o bobina, rezistenta interna a boxei folosite, sau cum vreti, impedanta.

 

Sa incepem:

 

Inductanta rezistentei de 4 ohmi folosita in testele mele:

 

 

 

Inductanta bobinei de comparatie:

 

 

Masurarea rezistentei de 4 ohm pe multimetrul Kewtech:

 

 

Masurarea rezistentei de 4 ohm pe multimetrul Metrahit:

 

 

Metrahitul testat cu bornele in scurt pe scala ohmi:

 

 

Rezistenta etalon Dale de 1 Kiloohm cu precizie de 0,1%:

 

 

Rezistenta etalon Dale de 1 Kiloohm cu precizie de 0,1% pusa pe Metrahit:

 

 

Masurarea rezistentei interne a boxei cu aparatul Metrahit:

 

 

Sonda osciloscopului pusa pe boxa:

 

 

De aici vreau sa se inteleaga clar ce si cum, referitor la testele ce vor urma.

 

Am sa explic de la inceput setup-ul,pentru a nu exista posibilitatea de "interpretari" sau neintelegeri.

 

Este exact acelasi modul din testul anterior, tot cu aceiasi tranzistori finali,MJL21193 si MJL21194, modul caruia i-am schimbat rezistentele de 0,22 ohm, cu altele noi, pentru a nu exista nici o "decalibrare" sau altceva ce ar putea fi interpretat.

 

Avem iesirea amplificatorului, cuplata direct pe boxa, prin intermediul multimetrului Metrahit TRUE RMS, folosit pe post de ampermetru serie cu boxa, pe scala 0-10A.

 

Sonda osciloscopului a fost pusa DIRECT pe bornele boxei, TOCMAI pentru a masura tensiunea pe boxa, DUPA eventualele pierderi ce ar surveni pe firele de legatura si ampermetru, adica tensiunea exacta pe bornele boxei.

 

Asa se va putea calcula MULT mai usor puterea reala, deoarece avem afisat in permananta atit tensiunea pe boxa cit si curentul ce o strabate, din care imediat putem calcula imediat PUTEREA.

 

O sa observati ca in functie de frecventa data din generator, si de frecventa de rezonanta a boxei (aproximativ 40Hz) vom avea curenti diferiti pe ampermetru .

 

 

Dar sa lasam filmele sa vorbeasca, nu inainte de a va ura vizionare placuta!

 

De mentionat ca in toata perioada testului, NU am lasat pauze de racire, doar am impartit filmele in bucati mai mici deoarece la undele am avut alte dati erori si nu le-am putut urca fiind prea mari.

 

Am sa imi cer scuze de micile hibe de exprimare, este destul de aiurea sa si testezi, sa si filmezi si sa si vorbesti in acelasi timp, cit si de eroarea unde masuram 40VRms (400W) si ziceam ca sint 100W, filmuletul 2 sau 3, nu mai stiu, scuzati si vocea bunica-mii care tipa ca pleaca patul cu ea, ca e ca la cutremur ca i se infunda urechile si nu mai aude nimic.

 

Oricum,senzatia cu frecventa de 22-24 Hz la putere mare, este FOARTE MISTO!

 

Consider acest test fiind cel mai relevant de "lumea reala" deoarece avem ca sarcina O BOXA, adica sarcina pentru care este aonstruit amplificatorul sa lucreze.

 

Testele anterioare facute de mine aratau practic PUTEREA ELECTRICA la iesire pe o sarcina REZISTIVA.

 

Va rog sa le urmariti in intregime, cap coada,foarte atent in ordinea pusa mai jos.

 

 

 

 

 

 

 

[iulian_zamfir]

Am vrut sa comentez mai demult acest subiect dar uite ca in dimineata asta mi-am gasit ceva timp liber.

 

Ca sa ai parte de niste comentarii pertinente ar fi fost util:

1. prezentarea macar a unei scheme bloc cu etajul de iesire folosit la incercarea in putere a acelor tranzistoare finale;

2. ar fi util sa incerci sa vizualizezi pe osciloscop forma curentului asa cum ti-am mai spus intr-unul din subiectele de pe aici. Numai cand forma e sinusoidala, as spune perfect sinusoidala, multimetrul pe post de ampermetru indica valoarea corespunzatoare a curentului.

3. Dupa ce se incalzeste rezistenta de 4 Ohmi folosita pe post de test, ar fi util sa-i masori la temperatura la care s-a incalzit rezistenta.

4. Dupa modul cum ai polarizat etajul final si randamentul obtinut, amplificatorul corespunde clasei B de eficienta.

Si da, o pereche de tranzistoare finale, de 200W bucata (parca atat au MJW, nu m-am uitat in catalog), pot comuta puteri de sute de watti cu conditia ca puterea disipata de tranzistoare sa fie sub cea declarata in catalog. Si cam asta se intampla in cazul experimentului tau.

[DjLeco]

Pai exact asta am si obtinut, o putere mult mai mare din o capsula ce 200W/25 grade.

 

Daca te uitai atent la ultimul si penultimul filmulet, obsesvai ampermetrul in serie cu sarcina(boxa de 4 ohm/600W rms), de unde calcului puterii il scoteai simplu din relatia P=UxI, adica am avut un curent masurat de 13,41A la o tensiune de 52,2 Vrms CURATI (sinusoida cu margini curate si rotunde, fara fir de clipping).

 

Daca tot vorbim de astea, ai vazut testul cu modulul alimentat la +/- 98Vcc si sarcina de 2 ohm, cu ampermetrul serie cu sarcina?

 

Daca nu, cit de curind fac un test cu clampmetru, ca tot am achizitionat unul...

 

Modulul meu pina la o putere este in clasa AB, de la o anumita putere, biasul scade si trece usor spre clasaB, insa fara distorsiunile specifice, banuiesc ca ai vazut ca sinusoida la 20 Khz, nu are nici o deviere a formei de unda vs 10 Khz si 100Hz.

[ciro]

Modulul meu pina la o putere este in clasa AB, de la o anumita putere, biasul scade si trece usor spre clasaB, insa fara distorsiunile specifice, banuiesc ca ai vazut ca sinusoida la 20 Khz, nu are nici o deviere a formei de unda vs 10 Khz si 100Hz.

Cum ai tras concluzia ca scade curentul de mers in gol? Iar daca scade asta e din cauza ca temperatura radiatorului la care ai testat modulul e mare, as spune prea mare, iar montajul superdioda compenseaza lucrul asta. Initial, am observat in unul din clipurile video ca ai reglat curentul la 50mA. L-ai masurat dupa ce ai testat si s-a incalzit bine radiatorul sa vezi pana unde scade? Dupa aceea, curenti de mers in gol de 50mA pentru un modul alimentat la +/95Vcc, mai mult sau mai putin, inseamna ca amplificatorul lucreaza in clasa B, sau mai mult in B decat in A.

 

Era mult mai bine daca testati acea pereche de finali pe o sarcina serie RLC unde sa ai posibilitatea sa variezi L si C. Ai sa vezi ca intr-un asemenea caz comportarea e alta si e mult mai aproape de realitate, iar experimentul tau e doar un caz particular.

 

Si inca un lucru, am obsevat ca multi electronisti amatori in audio trec cu vederea. Sa spunem ca avem un tranzistor final de 10A la 200V. Acei 10A caracteristici, de catalog, ar trebui sa fie mai mari decat curentul de varf prin acel tranzistor pentru o functionare sigura. Spre exemplu, in cazul tau, daca ai sa trasezi curba de fiabilitate, o sa observi ca pentru 30 minute (mai mult, mai putin, e o durata luata aleator) acea pereche de finali iti rezista sa comute puteri de sute de watti, iar daca mergi din punct in punct, ai sa ajungi la concluzia ca finali sa reziste 12 ore (DA = 50%) va trebui sa comute sub 100W. De fapt, asta e motivul principal pentru care amplificatoarele audio profesionale sunt realizate cu mai multe perechi de finali.

 

Si radiatorul folosit mi se pare cam mic, as spune la limita, pentru toate perechile de finali care vin acolo.

 

o zi placuta tuturor.

Editat Noiembrie 10, 2011 de ciro

[DjLeco]

Hai sa iti explic.

 

Pe linga superdioda, mai exista si un termistor, care are treaba lui acolo si isi face "datoria" cu succes, nu pot "deconspira" mai multe.

 

Fiind prototip pt comercializare, am anuntat din start ca schema NU va fi publica.

 

Daca vorbin de punte RLC, deja o dam in simulari si alte nebunii.

 

Amplificatorul a fost construit pentru a functiona pe difuzoare sau boxe de difuzoare, cum doriti voi sa denumiti.

 

Testul pe care l-ati vazut acolo, s-a vrut a fi un test distructiv, adica sa vedem la ce tensiune si curent cedeaza o pereche de MJL-uri, culmea fiind ca nici la +/- 86Vcc pe 4 ohm NU am reusit sa-i fac sa cedeze.

 

In primul rind, in acel test,teoretic am iesit demult din SOA (safe operating area), care este de 2,25A/80V/1Sec/25 grade celsius, insa practic tranzistorii au rezistat, lucru demn de respect pentru firma producatoare.

 

In al doilea rind, in testul facut de mine, am folosit sinusoida cu 50% duty cycle, la limita de clipping, daca am compara aceasta cu un program muzical, cel mai agresiv, acesta nu prea trece de 30-35% duty cycle, deci testul cu sinusoida bruta, este MULT MAI GREU, decit cu program muzical.

 

Am mai facut test si la Pmax in semnnal dreptunghiular, pina la frecventa de 40Khz, si nu au cedat , acesta fiind cel mai greu test pentru un amplif.

 

In al treilea rind, radiatorul este ceva de foarte buna calitate, Aavid Thermaloy, Italia, care niciodata nu mi-a trecut de 97 grade, in regim de 2 ohm dummy load, ventilat anemic.

 

Hai sa facem comparatia intre 2 branduri de renume, si mine:

 

Luam Dynacord Powermate 1000, cotat si respectind 2X500W rms/4 ohm Clasa AB, sa vedem "diferenta" marimii radiatoarelor:

 

 

 

 

Mergem mai departe, banuiesc ca nu ai vazut niciodata un Crown Macrotech 5000VZ, desfacut, cotat 2500W/2 ohm, si 2000W/4 ohm Clasa AB+B (triplet deep darlington pe iesire):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si ca sa inchei, din 20 bucati vindute pina acum, nu s-a intors niciunul inapoi (0 defecte), desi prima serie facuta, a fost dotata cu 2SA1943 si 2SC5200, toshiba, cu SOA la aproape de jumatate (1,25A/80V) fata de un MJL (2,25A/80V).

 

In testul de aici am MJW21195 si MJW21196 ca finali, si alimentat la +/- 98Vcc (fata de maxim +/- 85Vcc cit specific eu pentru modulele ce vor lucra pe 2 ohmi).

 

Urmareste-le atent si, revino cu o parere:

 

 

http://www.youtube.c...h?v=KrenN56u-GY

 

http://www.youtube.c...h?v=5rf-IItqzwA

Editat Noiembrie 10, 2011 de DjLeco

[titi]

ce sursa de alimentare folosesti? cumva un transformator clasic cu punte redresoare si condensatoare de filtraj?

 

testul mi se pare OK desi sustin parerile lui ciro

Spre exemplu, in cazul tau, daca ai sa trasezi curba de fiabilitate, o sa observi ca pentru 30 minute (mai mult, mai putin, e o durata luata aleator) acea pereche de finali iti rezista sa comute puteri de sute de watti, iar daca mergi din punct in punct, ai sa ajungi la concluzia ca finali sa reziste 12 ore (DA = 50%) va trebui sa comute sub 100W.

Ar fi fost mai bine sa vedem cat timp rezista finali la tensiunea aia de alimentare si cu puterea aia debitata, decat valoarea puterii debitate.

 

In rest ai facut o treaba foarte buna.

[DjLeco]

ce sursa de alimentare folosesti? cumva un transformator clasic cu punte redresoare si condensatoare de filtraj?

 

testul mi se pare OK desi sustin parerile lui ciro

Spre exemplu, in cazul tau, daca ai sa trasezi curba de fiabilitate, o sa observi ca pentru 30 minute (mai mult, mai putin, e o durata luata aleator) acea pereche de finali iti rezista sa comute puteri de sute de watti, iar daca mergi din punct in punct, ai sa ajungi la concluzia ca finali sa reziste 12 ore (DA = 50%) va trebui sa comute sub 100W.

Ar fi fost mai bine sa vedem cat timp rezista finali la tensiunea aia de alimentare si cu puterea aia debitata, decat valoarea puterii debitate.

 

In rest ai facut o treaba foarte buna.

 

Trag ca ,,, concluzie, o usoara tenta de circoteala.

 

Putine amplificatoare profesionale de firma, reusesc sa treaca testul de foc de 10 min de p-max pe dummy load, fara sa intre in protectie termica sau chiar sa crape.

 

Amplificatoarele sint construite sa reproduci cit mai fidel , semnalul muzical audio, care este un amalgam de frecvente si amplitudini diferite, iar la cel mai greu program muzical (Dubstep-ul) a fost testat si nu s-a depasit 40% ca factor de umplere duty cycle.

 

Testul cu frecventa sinusoidala 50% duty cycle, este mult mai greu decit orice program muzical, ca sa nu vorbesc de testul in semnal dreptunghiular la 10 si 20 Khz, test la care marea majoritate a amplificatoarelor slab construite, cedeaza prin strapungerea finalilor.

 

Daca vrei sa vezi cum arata pe osciloscop etajul final incarcat cu 4 ohm dummy load, alimentat la +/- 105Vcc, priveste oscilogramele de mai jos:

 

 

Sursa este SMPS-ul meu, dotat cu PFC, inca este in stadiul de proiectare (si chinuire), dupa care si el va fi prototip de vinzare, va avea intre 2500W si 4000W.

 

In testele mele, in special cel cu doar o pereche de MJL-uri, testul a fost rulat neintrerupt si peste 10 min continuu.

 

Sint curios ce difuzoare ar rezista la puterea aia 10 min, fara sa intervina compresia termica si supraincalzirea bobinei difuzorului...

Editat Noiembrie 11, 2011 de DjLeco

[ciro]

Aici ai dreptate:

Putine amplificatoare profesionale de firma, reusesc sa treaca testul de foc de 10 min de p-max pe dummy load, fara sa intre in protectie termica sau chiar sa crape.

Factorul de umplere mediu pe o perioada a semnalului muzical este mult mai mic decat factorul de umplere standard a unei sinusoide, ambele avand aceeasi valoare varf la varf. Pe de alta parte, regimul test in unda rectangulara este unul dintre cele mai dure regimuri de functionare pentru un amplificator audio fara o corespondenta in practica, fiind mai mult un test de anduranta si de calcul a slew rate-ului. Fara prezentarea factorului de distorsiuni armonice pe unda rectangulara, graficile prezentate mai sus nu prea ne ajuta cu nimic. Doar ne pot da o indicatie aparenta privind slew rate-ul amplificatorului. Spre exemplu, asa ochiometric, sa-ti calculez ce slew rate ai la 20kHz rectangular (in mod normal se efectueaza testul la 1kHz). Observ acolo 210Vpp. Se considera limitele de calcul pe verticala la 10% si 90 % din Vpp. Vo = 0,8*Vpp = 168 Vpp. Apoi 20kHz => 50us. Din grafice frontul crescator e aproximativ egal cu cel descrescator. Avem 3 diviziuni pe o perioada. Frontul crescator reprezinta aproximativ jumatate de diviziune, ceea ce inseamna aproximativ 15% din perioada. To=0,15*50=7,5us. Dupa aceea slew rate-ul va fi: SR = 168 / 7,5 [V/us] = 22,4 V/us (o valoare asa si asa pentru un amplificator alimentat la aproape +/-100Vcc). Ma asteptam sa gasesc slew rate-ul asta la 50kHz sau 100kHz rectangular pentru ca era mult mai bine. Dupa aceea slew rate calculat trebuie calculat si la P_nominal amplificator, ceea ce nu cred ca am facut asta, pentru ca cu 214Vpp rectangulara se obtine mult peste p_nominal la 1kHz sinus.

Editat Noiembrie 12, 2011 de ciro

[roadrunner]

Djleco,

 

duty cycle (%) se refera la raportul on /off pe timpul unei perioade a unui semnal dreptunghiular periodic si nu-si are rostul la semnale sinusoidale. Semnalul sinusoidal nu are duty cycle 50%. Cel mai corect e sa exprimi puterea unui semnal sinusoidal prin puterea RMS (root mean square)

daca vrei sa masori puterea unui semnal arbitrar (muzical) poti sa-l descopumpui in benzi de frecventa (serii Fourier) si sa calculezi puterile partiale ale armonicelor pe care le insumezi la sfarsit

pun confuzia asta pe seama lipsei de studii de electronica, probabil ca o s-o numesti carcoateala si p'asta dau eu unul m-am cam saturat de amatori care-i invata pe incepatori, in loc sa puna ei mana pe carte, propaga niste lucruri total gresite, pe care incepatorii le halesc ca fraierii.

RR

 

am gasit un document care explica pe intelesul tuturor cateva proprietati ale semnalelor inclusiv factorul de umplere.

http://www.ael.utclu.../laborator2.pdf

Editat Noiembrie 12, 2011 de roadrunner

[DjLeco]

Pai hai sa iti explic.

 

In primul rind, din cite stiu slew rate-ul se calculeaza la frecventa de 10 Khz, insa poate fi si la 1 Khz, nu te contrazic.

 

In al doilea rind, ceea ce vezi tu acolo cu 214Vpp in dreptunghiular este exact tensiunea aratata de osciloscop trecind din sinusoidal in dreptunghiular, fara nici o modificare a nivelului de intrare, doar schimbat de la generator, din sin in drept, iar la semnalul sinusoidal am exact aproape 0,2-0,5 V sub nivelul vizibil de clipping pe osciloscop, facut captura, mutat e dreptunghiular, facut captura.

 

Amplificatorul meu, fiind de putere mare, are slew rate-ul limitat intern la frecvente inalte (peste 18-20 Khz), pentru ca, nu cred ca ai vrea sa dai cu aproape 1000W/4 ohm in drivere.

 

Daca nu stiai, multe amplificatoare de putere mare sint limitate intern la un slew rate de 10-15v/uSec, si daca stam sa ne gindim, pentru a reproduce corect o frecventa de 20 Khz (50uSec), orice amplificator cu un slew rate de minim 5v/uSec, este ok.

 

Parca aveam pe acasa prin PC, niste capturi cu etajul final nelimitat, am sa le caut si daca mai sint, le postez.

 

Hai sa-ti pun o intrebare, slew rate-ul la un amplificator este dependent de tensiunea lui de alimentare?

 

 

Si inca o intrebare, slew rate-ul unui amplificator, si aici ma refer in mod special la raspunsul la diverse frecvente, este sau nu constant?

 

Adica sa zicem la 100 Hz are un anumit slew rate, la 10000Hz are alt slew rate si la 20 Khz alt slew rate?

 

Roadrunner, cind ajung acasa, am sa iti fac un filmulet in care am sa iau ce frecventa doresti tu, punem osciloscopul pe iesire, si iti arat ca pot varia factorul de umplere la un semnal sinusoidal.

 

Cred ca m-am exprimat eu gresit cu duty cycle, mai greseste omul ,ma gindeam la semnaele din portile IGBT-urilor de la sursa SMPS, acolo aveam 49% si puteam modifica pina pe la 50% in functie de deadtime.

Editat Noiembrie 12, 2011 de DjLeco

[roadrunner]

Djleco,

Eu banuiesc ca tu nu ai inteles bine ce inseanma factor de umplere. Ai citit documentul in romaneste de la link-ul pus de mine? chiar crezi ca aia predau aiurea prin universitati?

hai sa presupunem ca eu sunt un mare idiot, dar si aia de la universitati or fi idioti? nu te pune pe ganduri treaba asta?

 

Pentru cazul particular al impulsurilor dreptunghiulare, se mai pot defini:

• Factorul de umplere – este raportul între durata impulsului şi perioada de repetiţie,

 

de la pagina 4/13 (http://www.ael.utclu.../laborator2.pdf)

 

Ai lacune mari

 

In primul rind, din cite stiu slew rate-ul se calculeaza la frecventa de 10 Khz, insa poate fi si la 1 Khz, nu te contrazic.

 

slew rate-ul nu e dependent de freventa, este viteza de crestere in unitatea de timp, si se calculeaza pentru un step de tensiune (impuls)

evident va afecta frecventele inalte unde ai nevoie sa cresti rapid, si nu va afecta frecventele joase care cresc lent

Adica sa zicem la 100 Hz are un anumit slew rate, la 10000Hz are alt slew rate si la 20 Khz alt slew rate?

daca amplificatorul este liniar (nu favorizeaza unele frecvente) arunci slew-rate-ul e la fel in banada reprodusa.

 

eu zic sa fi mai precaut in declaratii, ca risti sa pierzi toata credibilitatea asta castigata repede cu poze si filme.(easy come, easy go)

 

oricum astept cu interes sa-mi arati cum variezi tu factorul de umplere la o sinusoida (puteai sa folosesti un creion ca era acelasi lucru, sau matematica, sau o poza pe internet, in caz ca exista, chiar oare de ce nu exista?)

RR

Editat Noiembrie 12, 2011 de roadrunner

[DjLeco]

Imi cer scuze daca ma exprim gresit, inca mai am "capul mare si mintea nelimpezita" dupa o saptamina de 13-16 ore la job, cit si dupa party-ul de aseara.:unknow:

 

Referitor la slew rate variabil cu frecventa, exact acolo vroiam sa ajung, ca, totul DEPINDE de "cum raspunde" amplificatorul, deci un amplificator poate avea slew rate diferit la frecvente diferite, in functie de ce poate el.

 

Iti pun diseara filmuletul promis, sa vedem impreuna ce este acolo pe ecranul osciloscopului, si ce pot varia din acel potentiometru, poate ma insel eu.

 

O Duminica frumoasa tuturor!

Editat Noiembrie 12, 2011 de DjLeco

[miron1947]

lew rate variabil cu frecventa, exact acolo vroiam sa ajung, ca, totul DEPINDE de "cum raspunde" amplificatorul, deci un amplificator poate avea slew rate diferit la frecvente diferite, in functie de ce poate el.

 

Dvs. confundati caracteristica de frecventa globala a unui sistem, cu termenul de slew rate(raspuns la semnal treapta).

[DjLeco]

Posibil sa confund orice la ora asta, la ceea ce este in capul meu...

 

Ca sa fiu mai explicit, vroiam sa intreb daca de exemplu sa zicem la frecventa de 1000Hz avem 20 v/uSec masurati, si la 20000Hz avem masurati 15 sau 10v/uSec, la asta ma refeream.

 

Imi cer scuze pentru confuzii.

[miron1947]

Slew rate este raspunsul la semnal dreptunghiular(treapta), acesta creste instantaneu(teoretic), cu rosu raspunsul ideal, cu verde, cel real.