Wzmacniacz MOSFET by Zbig.

[DiscoLED]

Czekamy z niecierpliwością!

[extelbis]

Chyba najciekawszy projekt na Forum(szkoda że trochę schowany).
Pomysł z helitrimem i "takim samym" MOSFET-em w obwodzie bias-u,bardzo interesujący.Brak dwójników RC na we. i RC,RL na wy. trochę ryzykowny -przy nieco innych podzespołach mogą być problemy. Na niestabilnym prądzie spoczynkowym i wzbudzeniach kilka razy poległem...
Na płytce przydałoby się więcej miejsca na rezystory RDCO 5W (0,33 Ohm) i IRFP140/9140 (4+1)szt. a może też na ARK 7,5mm.Ludzie szukają silnoprądowych wzmacniaczy do głośników 4 Ohm. No i szerokie ścieżki z możliwością nalutowania srebrzanki.
Zabezpieczenia? Zwarciowe może tak ale reszta to raczej na zewnątrz(żeby nie powiększać płytki)bo każdy ma tu swoje patenty.
A Autorowi gratuluję altruizmu - o to dzisiaj bardzo trudno...

[Zbig]

Zasypało nas w górach na amen. Dobrze, że WiFi działa :-)
No cóż, początkowo planowałem wyłącznie 8Ohm i pojedyńcze tranzystory mocy.
W trakcie dodałem po dwa tranzystory mocy, ale wciąz z załozenia nie jest to projekt "demona mocy". sciezki pradowe planuję na tyle grube, ze bez trudu będzie mozna "wzmocnic" je srebrzanką. Zresztą pliki źródłowe do Eagle też opublikuję, więc jesli ktoś będzie chciał zmodyfikowac płytki - bedzie mógł to zrobić.

[extelbis]

Tylko uwaga na lawiny (!) bo my tu czekamy na ciąg dalszy ...
Oczywiście budowa "wielkich pieców" jest trochę bes sensu.Zaproponowany tu układ z dwoma lub czterema tranzystorami na wyjściu to optimum. Zauważyłem jednak że sporo osób (vide Forum) szuka wzmacniacza do obciążeń 4 Ohm. Np. do prostych i tanich subwooferów w których używją niedrogich i dostępnych głośników samochodowych np. STX czy Peiying ; a one są 4 Ohm-owe. Podobnie jak większość kolumn. Te konstrukcje może nie audiofilskie , są popularne i często bardzo udane - niema się czego wstydzić. Znane i lubiane mostki np. na TDA 7294 tu się absolutnie nie nadają - zwyczajnie nie wyrabiają się prądowo. I stąd moja sugestia zwrócenia uwagi na wydajność prądową a niekoniecznie na moc.
Oczywiście są to tylko moje subiektywne opinie - szefem jest tu Autor projektu...

Życzę udanego wypoczynku całej rodzinie!

[Tasior]

I stąd moja sugestia zwrócenia uwagi na wydajność prądową a niekoniecznie na moc.

P=U*I

[pegelmesser]

I stąd moja sugestia zwrócenia uwagi na wydajność prądową a niekoniecznie na moc.

P=U*I czyli określając moc jednocześnie wiemy jaki prąd może dać wzmacnaicz.
Nie ma czegos takeigo jak "wydajnośc prądowa". Wzmacniacz 100W obciązony 4om da prąd 5A. Gdyby dał wiekszy, to nie byłby 100W tylko mocniejszy.

[extelbis]

Szanowni Koledzy!
Ten wzór znam. Ale chyba się nie zrozumieliśmy...
Mam jednak prośbę : nie zaśmiecajmy ciekawego tematu akademicką dyskusją.
Zainteresowanych odsyłam do czaspism typu EdW i EP (AVT).

[takero]

Mam jednak prośbę : nie zaśmiecajmy ciekawego tematu akademicką dyskusją.

Skoro wzór na moc to zbyt wiele to o czym tu dyskutować ? O ładnych obrazkach ?!

[Zbig]

Lawiny nie spadły, więc temat będzie kontynuowany.
Myślę, że przy okazji takiego "rozebrania" wzmacniacza na czynniki pierwsze każda merytoryczna dyskusja jest na miejscu, o prądach, napięciach i obciążeniach również.

Wzór na moc oczywiście jest słuszny, podobnie jak uwaga o obciążeniu 4Ohm. Jedno implikuje (lub ogranicza) drugie, zależy jak na to patrzeć. A można (i trzeba) patrzeć na to na przykład tak:

- biorąc pod uwagę dwa wzmacniacze o tej samej mocy, ten na 4 Ohmy musi mieć 1,4x większy prąd wyjściowy i być zasilany napięciem 1,4x mniejszym

-biorąc pod uwagę wzmacniacze zasilane tym samym napięciem, ten na 4 Ohmy musi miec 2x większy prąd wyjściowy i ma 2x większa moc

-na tranzystorach wzmacniacza zasilanego stałym napięciem i wysterowanego stałym sygnałem, po zmianie obciążenia z 8 na 4 Ohmy wydzieli się 2x większa moc strat

A biorąc pod uwagę zastosowane przeze mnie tranzystory mocy łatwo wywnioskować, że problemem nie będzie prąd wyjściowy przy 4 Ohmach (nawet pojedynczy tranzystor 9540/540 ma prąd z zapasem), ale raczej moc strat na tranzystorach. Obudowy TO220 mają stosunkowo niewielką powierzchnię styku obudowa-radiator, stąd też większą oporność cieplną na podkładkach izolacyjnych i ostatecznie maksymalna moc jaką można realnie z nich odprowadzić. Nota bene podkładki mikowe wyciągnięte ze starego zasilacza od PC-ta lepiej przewodziły ciepło w moim testowym wzmacniaczu niż nówki sztuki super przewodzące ciepło podkładki silikonowe (obydwa rodzaje z taką samą pastą silikonową)
Tak więc pytanie jakie trzeba sobie postawić, to raczej jakie (nie większe niż...) powinienem dać napięcie zasilania dla 4 Ohmów, abym przy posiadanym radiatorze był w stanie odprowadzić wydzielającą się maksymalną moc strat.

Oczywiście można przyjąć, że wzmacniacz ma "nadmiar" zasilania (i mocy), która zasadniczo nigdy nie jest wykorzystywana, ale jest marginesem bezpieczeństwa dla krótkotrwałego przesterowania wzmacniacza w szczytach impulsów sygnału akustycznego (eliminujemy wówczas zniekształcenia na "obciętym" sygnale). W takim wypadku pytanie o moc strat ma mniejsze znaczenie, niż pytanie o maksymalna (szczytową) wartość prądu tranzystorów. Tu jak najbardziej stosujemy prawo Ohma I= U/R, gdzie U to napięcie jednej połówki zasilania (tylko + lub tylko -), np wzmacniacz zasilany +/-45V na 4 ohmy, zakładając 5V nasycenia tranzystorów musi wytrzymać prąd I = (45-5)/4 = 10A.
Np. przy pojedynczych tranzystorach może być z tym kłopot, szczególnie że przy większych temperaturach struktury tranzystora, kiedy to prąd maksymalny maleje.

No i na koniec jeszcze odnosząc się do wzoru P = U*I,
to dla wzmacniacza jest to wzór na moc szczytową, czyli np. taką jaką uzyskamy dla zasilania prostokątem. Dla zasilania sinusem będzie to już tylko P = 1/2*U*I.
A dla zasilania muzyką? Nie ma niestety na to prostego wzoru, bo przebieg sygnału dla muzyki nie jest regularny. Ale IMO dla niezniekształconego odtwarzania muzyki jest to średnio raczej połowa mocy dla sinusa, a nie jak to lubią podawać producenci 2x więcej (ach ten marketing...).

[raven1985]

W praktyce dochodzi jeszcze sprawa zasilacza bo przy obciążeniu 4om napięcie siądzie i wzmacniacz nie podwoi mocy :) Przy większym prądzie większe jest też napięcie nasycenia tranzystorów. Nie jest to takie proste jak P=U*I.
Wydajność prądową - max. chwilowy prąd wyjściowy czasami producenci podają, a testuję się to tak że na wzmacniacz podaję się tylko np. 2 okresy sinusoidy a wyjście obciąża niską rezystancją np. 1om.
W dobrze nagranej muzyce moc chwilowa może być nawet kilkadziesiąt razy większa niż moc średnia.
Polecam przeczytać:
"The Peak Power Demands of Well-recorded Music"
http://www.cordellaudio.com./he2007/show_report.shtml
Moc średnia wynosiła 1-2W natomiast chwilowa osiągała nawet 250W !
Efektywność głośników użytych w teście wcale niska nie była bo wynosiła 89dB.
Wygląda na to że określenie jaka moc jest potrzeba do normalnego domowego słuchania wcale nie jest takie proste :)

[bawolek]

ano własnie dlatego optymalizacja pod 2 pary i moc ok 90-100W na 8ohm wydaje się swietnym "uniwersalym" poziomem ;p która poradzi sobie z każdym zestawem kolumn :) no i mniejszy problem z odprowadzeniem ciepła :) wszak dwukrotnie zwiększa sie powierzchnia

co do wypowiedzi extelbis-a
kiedyś spotkałem się z "podobną gadką" z tym że ludzie którzy dywagowali o "wydajnosci prądowej" nie do końca sami potrafili sprecyzować o co im chodzi ...... apowód okazał się dosyć błachy mianowicie jak to w środowisku "audiofilskim" bywa czesto stroją sobie zwrotnice "na złote ucho" skutkiem czego impedancja często spadała do wartosci która nie była do zakaakceptowania, co się działo wiadomo ....
no i teraz ci ludzie szukają sobie wzmacniacza "wydajnego proądowo" takiej spawarki która uciagnie ich "super kolumny" ...wydaje mi się że to jest właśnie przyczyna tego ......nie wiem jak to nazwać "mitu" heh

[extelbis]

Bardzo przepraszam Autora tematu ,za tę "lawinę" którą to ja wywołałem (niechcący).
Pisząc post staram się by był max. zwięzły(skróty myślowe);żeby czytający nie ziewali.No i przedobrzyłem,za co zostałem zlinczowany.Problem wynika trochę z nieporozumienia.Dziękuję"Zbig"-owi za cierpliwy i merytoryczny wykład.Ja bym nie dał rady;temat mimo że prosty to paradoksalnie zawiły i długi do opisania.Widać tam dlaczego upierałem się (m.in.)przy IRFP140...(duży Ids i obudowa).Ostatni Twój post i
raven1985 powinien problem wyjaśnić ale jak wynika m.in. z postu "bawolik"-a -niekoniecznie.(?)
Pisząc o zaniechaniu "akademickiej dyskusji"nie chciałem nikogo urazić. Sądziłem że Autor będzie zniesmaczony tym że piszemy tu o banalnych sprawach (a to temat rzeka) ; na szczęście jest On człowiekiem spolegliwym.
Powtórzę że są to tylko moje subiektywne opinie w odpowiedzi na zaproszenie do dyskusji.
Reasumując:
Szanowni Koledzy! Jestem gotów przyznać się "do wszystkiego",tylko pozwólmy "Zbig"-owi pracować.Bo znów będzie "jak to w Polsce"...

[Zbig]

IRFP140/9140 będą jak najbardziej OK, elektrycznie z tego co widzę odpowiadają właśnie 940/9540, mają lepsze właściwości termiczne i max. moc (większa obudowa). Rozstaw nóżek na płytce pod MOSFET-y zrobiłem większy, wiec powinny pasować. Sprawdzę tylko jeszcze szerokość obudów, czy się zmieszczą obok siebie.

Nie obrażam się za dyskusje (byle na temat), bo w końcu to ma być projekt dla Was (czyli dla mas :-) ), A więc też spełniać Wasze oczekiwania i potrzeby, a nie tylko moje :-)

[Zbig]

Niestety nie pasuje :-( Obudowy są za szerokie. A już się zabierałem za "prasowanie" nowej płytki...
Trzeba będzie poprawić projekt. Spróbuję zrobic uniwersalnie, pod obydwa rodzaje tranzystorów.

[bawolek]

Zbig przyszła mi do głowy taka...myśl...
jak obserwuje czego ludzie najwiecej szukają na necie to okazuje się ze rownie często co pelnopasmowego wzmaka potrzeba końcówek do suba ...sam ostatnio przeglądałem www w poszukiwaniu czegoś porządnego, przemyślanego 300W@4Ohm ......sam teraz poszukuje czegoś takiego :).....a nic tak nie zachęca i nie promuje konstrukcji jak opis, sprawozdanie z budowy tak jak ma to miejsce w tym twoim topicu :)

ciekawi mnie ile pracy trzeba wlozyc by ten twój ze ~100W "przerobić" na 300 ;p ...

było by dwie wersje, jedna słabsza do stereo i coś do napedzania duzych subów ;p

[Zbig]

Do takich mocy potrzebne byłyby zmiany konstrukcyjne (wyższe zasilanie, więcej odprowadzanej mocy). Można to zrobić na bazie tego opracowania, ale jako oddzielny projekt a nie 2w1.
Ech, wpadłem w wir innych spraw i płytka wciąż czeka na chwilę wolnego czasu...

[Zbig]

Płytkę zaprojektowałem, ale na niej nie zmontowałem jeszcze układu. Totalnie wciągnął mnie inny projekt - autonomicznego układu sterowania (autopilota), czyli żyroskopy, akcelerometry, procesory - zupełnie inna bajka. A czas jest jeden...

załączam płytkę gdyby ktoś zdecydował się zrobić ten wzmacniacz.

Płytka jest pod 1 lub 2 pary IRF 9540/540 lub IRF9530/530 (lutowane do płytki), albo 1 lub 2 pary IRF9140/140 (w metalowych obudowach) na kabelkach.



Plik do ściągnięcia: Schemat i płytka w formacie Eagle oraz PDF

[Jq]

Też mam olbrzymią chęć wykonać ten wzmacniacz, bo prawie idealnie podmienię płytki w symasymie. Teraz pytanie proste pewnie ale się nie znam.

Czy te tranzystory pasują - są z końcówką N czy to ma znaczenie ?
- IRF9540 ( N ) IR 23A 100V 140W Producent IR
- IRF540 ( N ) IR 33A 100V 130W Producent IR

Czy tranzystory powinny być dobierane, parowane ?

Jakiej mocy powinny być rezystory 0,33 Ohm

D1 to jest dioda zenera 10 V ?

[Zbig]

Tranzystory pasują. Jeśli użyjesz po jednym N i P na wzmacniacz (kanał), to nie trzeba parować. Jeśli po dwa na kanał, to powinny pochodzić z tej samej partii produkcyjnej. Parowanie tranzystorów - jeśli musisz - to pod kątem napięcia "przewodzenia" Ugs przy 20...50mA

D1 to zenerka 10V małej mocy.
Rezystory 0,33 Ohm 5W

[bawolek]

Zbig takie pytanie... w układzie stabilizacji prądu spoczynkowego użyłeś tego samego tranzystora co na wyjsciu ....co jezeli planuję użyć IRF540/9540 ;p ?

do stabilizacji też mam uzyć 540 zamiast 530 wtedy ? .......czy w takim wypadku jakieś inne elementy tez muszą zmienic ?

i jeszcze jedna mała prośba...jak znajdziesz chwilę mógłbyś jakąś małą dokumentację złącz szpilkowych zrobić ... ;p

wiadomo że te "podstawowe" są oczywiste.. ale np JP3, i JP5 ...JP9,JP12 ? ...

dzieki pozdrawiam