DP0105 - Amplificator audio stereo Hi-Fi 2x200W cu MOSFET

[donpetru]

Continui seria de proiecte personale tot cu partea audio si propun utilizatorilor acestui forum realizarea unui proiect audio compact (prototip - am testat doar partea de amplificare care functioneaza foarte bine). Partea de amplificare este inspirata dintr-o schema veche din revista Elektor. Am adaptat acea schema la IRFP240/9240 si am adaugat partea de protectii cu clasicul circuit integrat uPC1237. Am realizat si un cablaj imprimat intr-un stil binecunoscut care sper sa va trezeasca si mai mult dorinta sa realizati montaje electronice.

 

Asadar, proiectul DP0105, unul dintre cele mai compacte kituri electronice amplificatoare audio cu finali MOSFET, un amplificator de 2 x 200W / 4 Ohmi. Raspunsul la semnal sinus si rectangular este ireprosabil. Mare atentie la realizarea cablajului (verificati cu atentie, inainte de plantarea componentelor electronice sa nu aveti vreun traseu intrerupt).

DP0105 - Ampificator audio stereo Hi-Fi 2x200W cu MOSFET.pdf

 

Cateva indicatii utile pentru realizarea corecta a proiectului DP0105:

- pentru realizarea cablajului imprimat, in vederea printarii ultimii pagini din proiect pe o hartie foto lucioasa cu ajutorul unei imprimate laser, setati in meniul de printare optiunea "Actual size", iar formatul paginii va trebui sa fie A4, landscape;

- diametrul gaurilor padurilor aferente rezistoarelor de 0,6W cat si a tranzistoarelor in capsula TO-92 va fi de 0,7mm;

- dupa ce ati realizat cablajul imprimat si ati dat gaurile, inainte de toate, montati strapurile (J1...J35);

- dupa montarea strapurilor montati rezistoarele si apoi celelalte componente electronice;

- atentie la tipul de radiator folosit pentru disiparea puterii celor doua etaje de amplificare. Acest radiator trebuie sa aiba o rezistenta termica mai mica sau egala cu 0.5gr. C/W (preferabil, ventilat);

- tatonati valoarea termistorului NTC de 50K in functie de radiatorul folosit (puteti folosi provizoriu, in vederea tatonarii, un semireglabil de 100K in locul rezistorului R100);

- desi exista o intreaga disputa referitoare la valoarea curentui de mers in gol optim pentru tranzistoarele MOS verticale, din nenumaratele teste efectuate in practica, un curent de mers in gol optim pentru o pereche IRFP240/9240 se situeaza in jurul valorii de 20mA. Asadar, puteti folosi ca reper aceasta valoare sau cu alte cuvinte ajustati semireglabilele R19 si R61 astfel incat pe rezistoarele R32 si R81 sa aveti aproximativ 5mV.

 

Asadar, mult succes la realizarea acestui montaj electronic si poate voi avea placerea sa vad si cateva imagini cu acest kit electronic. Iar daca sunt intrebari referitoare la constructia acestuia va rog sa le expuneti in cadrul acestui topic. Sper sa va placa.

 

Numai bine

[octave1audio]

I am from India, hence posting in english. Has anyone built this amplifier? What are the distortion (THD, THD+N) , input sensitivity to achieve max power, what is the bandwidth and S/N ratio and damping factor?

regards

Octave1audio

[donpetru]

Please, write in this forum in romanian only. If you don't know that language, then uses Google Translate. Thanks for understanding.

[NexHD]

Punerea in functiune a montajului cum se poate face? integratul uPC1237 cu ce il pot inlocui? S-au daca va rog frumos sa puneti cablajul fara aceea protectie? si sa fac eu aceea protectie separat?

Editat Ianuarie 24, 2017 de NexHD

[donpetru]

1. Punerea in functiune a kitului se poate face alimentand montajul cu tensiune alternativa/continua conform indicatiilor din schema.

2. Mai bine realizati cablajul fara acea protectie pentru ca orice personalizare a proiectelor prezentate aici este contra-cost.

Editat Ianuarie 24, 2017 de donpetru

[NexHD]

Ma refer ce verificari,reglaje trebuie sa se faca dupa ce termin modulul de construit. Care ii tensiunea maxima de alimentare in 8 ohmi?

[donpetru]

1. Intr-o prima faza nu montati uPC1237 si nici NTC-ul (am inteles ca oricum nu doriti sa folositi uPC-ul dar explicatiile le-am formulat si pentru utilizatori care vor dori sa-l foloseasca);

 

2. Alimentati kitul la tensiunea nominala specificata in schema sau in foaia cu toate straturile PCB care va permite sa folositi atat impedante de 4 Ohm cat si de 8 Ohm. Nu recomand o alimentare mai mare pentru 8 Ohm din cauza numarului de finali si in al doilea rand din cauza functionarii sigure a uPC-ului. Totodata, asigurati-va ca ati montat de valoare corecta sigurantele fuzibile si ca aveti semireglabilele R19 si R61 pe valoare maxima.

 

3. Reglati curentul de mers in gol pe fiecare canal de amplificare actionand asupra semireglabilelor: R19 si R61, cu observatia ca semireglabilele pentru OFFSET R38 si R80 sa se afle pe pozitia mediana. Dupa aceasta operatie se regleaza OFFSET-ul amplificatorului actionand: R38 si R80. In anumite cazuri s-ar putea sa fie nevoie sa tatonati valorile rezistoarelor R21 si R63;

 

4. Folosind un generator de semnal setat pe 1kHz si un osciloscop masurati valoarea rms a tensiunii intre baza lui Q31 si +VCC, respectiv baza lui Q32 si +VCC, atunci cand fiecare canal de amplificare ajunge la puterea nominala sau este in prag de limitare. Notati aceste tensiuni masurand concomitent in acelasi conditii si valoarea tensiunii pe R98. Cand amplificatorul debita puterea nominala (repet, masurata in prag de limitare/saturare) voltajul pe R98 ar trebui sa fie sub pragul de intrare in saturatie a tranzistorului Q35. Daca veti incerca sa mariti tensiunea rms pe intrarea amplificatorului se va pronunta efectul de limitare fapt ce ar trebui sa produca intrarea in conductie a tranzistorului Q35. Dupa ce v-ati asigurat de acest comportament puteti monta termistorul NTC de 50K si tatonati valoarea rezistoarelor R97 si R100 in functie de modelul exact de termistor folosit (inclusiv caracteristica temperatura-valoare rezistenta a acestuia). 

 

5. Dupa operatiile de la pct.4 se trece la montarea uPC1237 si se verifica valorile tensiunilor pe alimentarea acestuia (spre ex., daca rezistenta bobinei releului este 1,5kOhm, atunci voltajul intre pinul 8 si masa ar trebui sa fie intre 3V si 3,8V). Se verifica suplimentar si tensiunea de offset de pe iesirea amplificatoarelor care ataca uPC-ul (pinul 2 si masa - o valoarea nominala in timpul functionarii amplificatorului ar trebuie sa fie cativa mV sau maxim cativa zeci de mV).

[donpetru]

Am inceput sa asamblez un PCB DP0105 inca de la inceputul lunii iulie a.c. si astazi am reusit sa-l aduc in forma finala pentru teste. Iata si o imagine cu montajul electronic.

Va urma.

[niksound]

 Ziua buna Donpetru,cablaje de fabrica mai trebuie,eu as vrea 3 bucati!

[donpetru]

Salut. Urmeaza si cablaje de fabrica dupa ce finalizez testele cu conditia sa fie cel putin 10...15 PCB-uri comandate si platite in avans.

 

Tot in perioada urmatoare intentionez sa finalizez si PCB-urile noului proiect DP0160 si a proiectului DP0705 care este convertor DC-DC: 12Vdc >> +/-25...100V cu tensiuni de iesiri la alegere. La proiectul DP0705 tot ma gandesc de vreo luna sa-i refac PCB-ul ca sa-l pliez pe un anume radiator care sa se potriveasca cat mai bine cu aplicatia si.... inca nu am gasit ceva potrivit. Asa ca, astept si de la utilizatorii forumului Tehnium Azi ceva sfaturi in privinta asta pentru ca as dori sa fie un PCB la convertorul DC-DC care sa se plieze in carcasele cat mai multor aplicatii.

[donpetru]

Astazi am incercat sa optimizez functionarea DP0105 folosind MultiSim si am identificat cateva piese (marcate cu rosu in imaginea de mai jos) care contribuie si la o uniformizarea mai buna a puterii disipate de tranzistoare astfel incat sa obtin la final o putere disipata cat mai mica pe fiecare tranzistor din schema pt distorsiuni armonice minime la o putere de iesire cat mai mare. Astfel, asa cum o sa vedeti si din imaginea de mai jos, am ajuns la cca 200W/4Ohm la un THD de 0,003%. Nu e rau !! Pana sambata as vrea sa trasez versiunea finala a acestui proiect care se va concretiza in aparitia rev.1. Bineinteles, tot pana sambata as vrea sa implementez si practic modificarile de valori de piese marcate cu rosu in simulator. Asadar, urmariti tehnium-azi.ro

[donpetru]

Am mai crescut putin performantele, atat din punctul de vedere a puterii disipate de piesele electronice (sa fie minime la puterea maxima a amplificatorului) dar mai ales am reusit, cu aceasta ocazie sa duc THD-ul de la 0,003% la 0,002%. Iata o alta imagine cu aceste rezultate mai jos:

[donpetru]

Optimizare DP0105 - la episodul nr.3 - am crescut factorul de utilizare a tensiunii de iesire, am minimizat si mai mult puterea disipata si astfel am obtinut o eficienta crescuta cu cca 5% fata de versiunea prezentata anterior.