Modificare amplificator

[Lyvyutzu]

Am extras din schema amplificatorului GX400 schema protectiei la curentul continuu pe iesire.

Ce modificari ii trebuiesc aduse schemei astfel incat sa pot folosi un releu de 24v?

Se poate folosi schema de mai sus la amplificatorul de jos fara sa ii aduc alte modificari protectiei?

La amplificatorul de mai sus se poate crea o protectie la scurt circuit pe iesire care sa functioneze, indiferent de ce putere este la iesire?

De exemplu daca amplificatorul este la maxim si fac scurt pe iesire sa nu crape finalii?

[donpetru]

Daca intentionati sa implementati protectia din amplificatorul GX400 la AV400, acest lucru se poate face astfel:

1) referitor la prima imagine postata, daca doriti sa folositi un releu de 24V cu un curent absorbit de bobina de cca. 20mA, atunci valoarea rezistentei R81 din prima schema postata mai sus, va fi:

R81 = (140 - 24) / 0,02 = 5800 Ohm. In acest caz puterea disipata de R81 va fi: P_d = (140 - 24)2 / 5800 = 2.32W. Cum 5800 Ohm nu reprezinta o valoare standard, puteti folosi mai multe rezistente in serie (sau serie / paralel) in functie de ce aveti prin sertar, ca de exemplu: 6 rezistente in serie de 0,5W sau 2 rezistente in serie de 3 KOhm la 3W etc.

Alte modificari nu mai trebuie aduse in schema, in afara de cea care se refera la adaptarea schemei pe relee de 24V, pe care v-am spus-o adineaori.

2) Am postat mai jos schema amplificatorului AV400 care contine circuitul de limitare a curentului prin tranzistoarele finale (asta, ca sa protejati finali la scc. accidental pe iesirea amplificatorului):

[Lyvyutzu]

Multumesc foarte mult pentru raspuns dl. donpetru!

Am actualizat schema modificata.

 

Acum ca totul pare sa fie ok, mai am cateva intrebari:

1.Cat de de eficienta este protectia la scurt pe iesire? La putere maxima vor crapa finalii?

2.Daca scot rezistenta de 8,2 ohmi nu va fi nici o problema?

3.Ce imi recomandati? Sa las diodele zener de pe iesire sau nu?

4.Cu modificarile facute (inclusiv protectia), la cati mA trebuie stabilit curentul de mers in gol?

5.In schema protectiei exista o dioda 1N4759A cu ce o pot inlocui?

[donpetru]

1. Protectia este dimensionata sau calculata sa actioneze numai la scurtcircuit pe iesire si mai putin la suprasarcina. Daca in functionarea la sarcina nominala de 4 Ohmi, cand amplificatorul debita mai bine de 400W sinus, curentul mediu printr-o pereche de tranzistoare finale MOS din cel patru existente, este de cca. 1,6...2A (puterea disipata de un tranzistor final cca. 26...30W), tensiunea ce se regaseste pe rezistentele de 0,22 Ohmi din sursele mos-fet-urilor, in acest caz, este aprox. 0,25V. In cazul unui scurtcircuit pe iesirea amplificatorului, aceasta tensiune pe rezistentele de putere de 0,2 Ohmi, atinge 0.4...0,45V, timp in care tensiunea dintre grilele MOSFET-urilor (asa-zisa "tensiune de bias") se reduce de la aprox. 7V, cand era implicit, la 1V. Eficienta actionarii protectiei este dependenta de mai multi factori, ca de exemplu:

- valoarea capacitatii de filtraj si a puterii transformatorului folosit (un transformator de putere mare va avea un curent de scurtcircuit in secundar mai mare, idem o baterie de condensatoare de filtraj mai mare va avea un curent de descarcare in cazul unui scurtcircuit mai mare si, depinde de caz, cu o panta de descarcare mai abrupta);

- momentul aparitiei scurtcircuitului - in timpul functionarii amplificatorului sau in cazul in functionarii "in gol";

- eficienta protectiei se poate imbunatatii renuntand la rezistentele de 100 Ohmi (se vor inlocui cu un strap) din bazele tranzistoarele 5551 / 5401 si majorand rezistentele de 10 Ohmi care vin din sursele MOSFET-urilor la 22...47 ohm.

2. Va recomand sa renuntati la acea rezistenta pentru ca nu va fi nicio problema. Initial, rezistenta aceea de 8,2 Ohmi s-a montat oarecum gresit, ea vrand sa aiba rol "de separare" a masei de forta (a amplificatorului) de masa de semnal. Modul cum a fost implementata in schema postata mai sus este total gresit si chiar daca s-ar implementa cum trebuie, ar face mai mult rau decat bine. Vedeti in acest sens, si cea am spus in blogul acesta referitor la traseul de masa:

http://www.forum.teh...toarelor-audio/

3. Care diode Zener mai exact ? Din circuitul de PEAK sau cele care existau in paralel cu tranzistorul superdioda ?

 

4. Curentul de mers in gol se stabileste experimental, vizualizand forma sinusoidei pe osciloscop la diferiti curentii de mers in gol. Atunci cand se constanta disparitia totala a distorsiunilor de racordare iar in toata gama de puterii a amplificatorului sinusoida este curata, se alege ca reper de functionare cel mai mic curent de mers in gol inregistrat. Daca nu detineti un osciloscop, atunci puteti incepe cu o valoare de cca. 20...30mA printr-o pereche de finali. Daca sunetul va multumeste, atunci puteti lasa curentul de mers in gol asa, daca nu, puteti sa-l mai cresteti un pic.

 

5. 1N4759A se poate inlocui cu o dioda Zener de 62V de cel putin 1W sau, mai indicat, doua diode Zener de 1... 1,3W, in serie, fiecare de 30V.

 

Numai bine

[Lyvyutzu]

Multumesc inca o data pentru ajutorul acordat!

Am modificat protectia la scurt circuit pe iesire dupa cu mi-ati spus.

 

Ma refeream la diodele care erau puse in paralel cu superdioda. Ar trebui sa le las acolo?

De curentul de mers in gol am intrebat pentru ca nu detin osciloscop..acum o sa reglez cum mi-ati spus dvs. 20-30mA pe fiecare pereche.

Cu dioda din protectie am rezolvat, totul este ok acum...teoretic vorbind.

[donpetru]

Diodele Zener nu trebuie sa le montati. Marele dezavantaj al solutiei cu diodei Zener pe grilele MOSFET-urilor este acela ca, in cazul un scurtcircuit pe iesirea amplificatorului, aceste diode limiteaza valoarea tensiunii pe grila mos-urilor la valoarea tensiunii caracteristice a Zenerelor iar tensiunea de bias se reduce numai cu aprox. un volt, ceea ce e foarte putin. Acest lucru va conduce la arderea sigurantelor de 8A de pe alimentare dar acest lucru nu va garanta integritatea finalilor dupa vreo cateva "scurturi" chiar si cu arderea sigurantelor.

 

Avantajul solutiei pe care v-am prezentat-o mai sus, cea cu tranzistoare, e aceea ca in cazul unui scurtcircuit, tranzistoarele blocheaza MOSFET-urile sau, mai bine zis, aproape le blocheaza (aproape le blocheaza din cauza ca tensiunea Ugs nu este anulata ci este adusa la 0,65V + tensiunea de saturatie a tranzistorului din lantul de protectie), iar tranzistoarele finale vor disipa o putere mai mica, in cazul unui scurtcircuit. Solutia cu tranzistoare in protectie este, oricum, mult mai buna decat solutia cu diode Zener, dar chiar si asa, nu este o solutie care garanteaza 100% ca in cazul a 100 de scurtcircuite pe iesire vor rezista toti finali, dar e o protectie, as spune din experienta, care garanteaza 9 scurtcircuite din 10. Acest coeficient sau probabilitate este dependenta de primele doua din cele trei liniute din postul meu precedent (de mai sus). Deci, nu treceti cu vederea si acele precizari.

[dan_e]

Solutia cu tranzistoare in protectie este, oricum, mult mai buna decat solutia cu diode Zener, dar chiar si asa, nu este o solutie care garanteaza 100% ca in cazul a 100 de scurtcircuite pe iesire vor rezista toti finali, dar e o protectie, as spune din experienta, care garanteaza 9 scurtcircuite din 10. Acest coeficient sau probabilitate este dependenta de primele doua din cele trei liniute din postul meu precedent (de mai sus). Deci, nu treceti cu vederea si acele precizari.

Asta am constatat si eu, si anume faptul ca nu exista o schema de protectie cu tranzistoare, diode, care sa fie 100 % EFICIENTA. Un 99% as spune DA, dar nu 100%.

 

stima

dan

[titi]

Eu am facut protectia recomandata de dl.profesor donpetru mai sus (protectia cu tranzistoare si cu rezistente de 47 Ohmi din emitoare) si vreau sa va spun, la AV400, ca functioneaza ireprosabil (eu am folosit rezistente in sursele mosurilor de 0.33 Ohmi - 5W). Am facut de proba vrei trei scurtcircuite pe iesire si merge brici, fara sa se arda nici un mosfet. :furiouslightning:

Editat Decembrie 17, 2011 de titi

[Lyvyutzu]

Va salut din nou si La multi ani!

 

Am reusit in sfarsit sa fac rost de toate componentele pentru construirea acestor kituri.

Asa arata tranzistorii finali:

1.Ce teste ar trebui facute pentru verificarea lor?

2.Pentru imperecherea lor credeti ca ar fi buna metoda de mai jos?

Am masurat hfe-ul tranzistoarelor Mje340/350 ca in poza de jos si a rezultat urmatoarele:

Mje340: 124; 211; 134; 153; 185; 107; 124; 132; 170; 154; 165; 169; 104; 154; 184; 170; 180; 131.

Mje350: 112; 100; 72; 76; 82; 75; 82; 82; 77; 93.

3.Ce ar trebuie sa pastrez sau mai bine ce sa mai verific, avand in vedere ca in datasheet scrie ca hfe-ul lor trebuie sa fie intre 30 si 240?

4.Ar fi bine sa trag doua fire la masa in locul rezistentei de 8.2ohmi, cum am desenat mai jos?

Referitor la protectia dc, releele sunt ca in poza de jos:

O sa pun doua pe iesire cu bobinele si contactii inseriati.

 

Am realizat si cablajele, protectia dc va fi separata.

Nu am intarit traseele deoarece as dori sa fiu verificat si de voi.

 

Orice sfat este bine venit!

Diy400_cab.pdf

Protectie dc.pdf

[donpetru]

E buna ideea cu doua relee avand contactele inseriate pe iesirea fiecarui canal audio pentru ca rup mult mai bine si util arcul electric ce ia nastere in cazul intreruperii curentului prin sarcini inductive. E o metoda pe care am vazut-o in cateva amplificatoare audio de putere si care, ma gandeam mai demult, ca nu ar fi rau sa o implementez si in niste noi kituri de amplificare. Initial, renuntasem la ideea asta, cand am conceput seria GX de amplificatoare, mai mult din considerente economice, dar niciodata nu e prea tarziu!

 

Metoda de rupere a arcului electric prin impartirea acestuia pe contacte inseriate are la baza efectul de electrod si nisa si este imprumutata din electroenergetica sau eletrotehnica. In cazul amplificatoarelor audio de putere, ca sa fac un mica istorioara, s-a simitit nevoia aplicarii acestei metode odata cu cresterea tensiunii de alimentare a amplificatorului si necesitatea din ce in ce mai mare de functionare a acestora pe impedante mai mici de 4 Ohmi. Cand s-a ajuns la acest nivel, acum cativa ani buni in urma, s-a constatat ca releul de pe iesirea amplificatorului nu mai face fata cu brio la intreruperea componentei continue si de multe ori "dadea rateuri" (contacte sudate, nu de multe ori relee carbonizate si chiar woofere arse). Acest lucru se datora in principal tensiunilor mari de alimentare iar problema era din ce in ce mai prezenta daca se depasea pe alimentarea amplificatorului +/-50Vcc. Spre exemplu, la +/-70Vcc, in cazul aparitiei unei componente continue pe o boxa de 4 ohmi, releul va trebui sa taie un curent de varf de cca. 70 / 4 = 17,5A (am neglijat in calcul pierderile de tensiune pe rezistentele de putere si cele de saturatie a tranzistoarelor finale). In realitate, daca avem niste sigurante pe alimentari calibrate, cum e in cazul AV400 de 5...6A pe ramura de alimentare, acestea se vor arde inainte sa pateasca ceva releul. Daca folosim, asa cum am utilizat eu in seria GX400 /800 un releu cu doua contacte considerate de 16A in paralel, si aceasta solutie e acoperitoare (am sa explic mai jos de ce).

Atentie, in cazul relelor PCB obisnuite, cei 16A specificati pe corpul releului sunt la 230Vac, la tensiuni continue e alta treaba, spre ex. la 30VDC producatorul nu recomanda mai mult de 5A printr-un contact. La 90VDC, o sa avem aprox. 3A pentru ca algoritmul urmareste o functie exponentiala, iar doua contacte in paralel inseamna max. 6A suportati (vezi GX400 /800). Apoi, valoarea sigurantelor daca o sa observati e tot pe acolo, chiar daca corespunde limitei de functionare a GX400/800 in 4Ohmi. Observati o concordanta intre valoarea calculata (acei 6A) si valoarea sigurantelor, si nu e degeaba asa.

 

Puteti folosi metoda de sortare a tranzistoarelor MOSFET din imaginea de mai sus.

Alegeti tranzistoarele MJE340/350 cu hFE-ul cel mai apropiat (ar fi acolo maxim doua perechi care va ajung, desi va este mult mai necesar sa aveti doua perechi numai de MJE350). Nu treceti cu vederea nici tranzistoarele BC de pe intrarea amplificatorului. Si acele tranzistoare vor trebui sa fie sortate hFe.

 

Masa simbolizata prin chenar rosu e aceeasi masa cu cea de forta, deci nu aveti nevoie de doua conductoare de masa (daca chiar asta vroiati sa ma intrebati).

 

Referitor la PDF-uri, nu am avut rabdarea sa le verific corectitudinea in totalitate, dar ca mod de asezare e destul de bine, desi s-ar mai putea prelucra putin dar nu e obligatoriu. Observ acolo, inserie cu cele doua bobine ale releelor, o rezistenta de 6K - 3W ? Daca aplicam un simplu calcul avem (am presupus ca alimentati amplificatorul cu +/-70Vcc iar relee de genul acela au curentul nominal parmise 70mA):

R = (140 - 24) / 0.07 = 1657,1 Ohm. Iar puterea disipata: Pd = (140 - 24)² / 1657.1 = 8,12W. In acest caz, ati putea sa folositi 5 rezistente in paralel de 8,2kohm / 3W sau orice alta combinatie serie paralel prin care sa rezulte valoarea calculata anterior. Oricum, protectia pe care am implementat-o si v-am recomandat-o mai sus, se merita realizata cu relee electromagnetice cu tensiuni de functionare cat mai mari (care, e adevarat, sunt si mai scumpe, mai ales variantele de 20...30A).

 

Numai bine

[Lyvyutzu]

Am masurat tranzistorii finali dupa schema de mai sus, si iata ce a rezultat :

IRFP9240 : 4,30; 4,42; 4,36; 4,30; 4,34; 4,36; 4,25; 4,42;

 

IRFP240 : 3,99; 3,83; 3,99; 4,04; 3,85; 3,75; 3,83;

 

Pot face ceva cu ei?

[donpetru]

Se pot utiliza fara probleme tranzistoarele pe care le-ati masurat mai sus.

 

Numai Bine

[Lyvyutzu]

Am realizat amplificatorul, toti tranzistorii imperecheati...insa apare o problema, nu pot regla curentul de mers in gol.

Am scos toate piesele care tin de protectia la scurt circuit pe iesire, in loc de sigurante am pus cate un rezistor de 5w/100ohmi, am alimentat la +/-70 cu multimetru inseriat pe ramura pozitiva, si nu am pic de curent tras de amplificator, am schimbat semireglabilul insa tot nimic..

 

Mai jos am atasat cablajul si schema.

 

Diy400_cab.pdf

 

 

[donpetru]

1. Ce tensiune aveti pe rezistentele R7 si R9 ? Ce tensiune aveti pe alimentarea amplificatorului, dupa acele rezistente de 100 Ohmi ?

2. Ce tensiune aveti intre grilele MOSFET-urilor atunci cand actionati cursorul semireglabilului prin care reglati curentul de mers in gol ?

[Lyvyutzu]

Pe R7 si R9 am 69vcc, pe alimentare 70,5vcc ramura, iar dupa rezistentele de 100ohmi 70vcc.

Intre masa si G(gate) am 49vcc la toti finalii.

Intre masa si S(source) tot 49vcc la toti finalii.

Cu semireglabilul dat la maxim sau minim nu se modifica nimic.