Автомобильный самоосциллирующий высококачественный стерео усилитель 2х100Вт

[sousmanster]

Развитие схемы началось в ветке "усилители класса D".
В основе модулятора - UCD ОС с дополнительным "интегратором".
Параметры последней версии с ОУ AD823.
С/Ш на 5 Вт, дБа: 105 RMAA
THD+N@1W,дБ:-97
Выходная мощность на 4 Ом, при КНИ 0,1%, 14,2В питания,КТ пн=2.2(31В),Вт: 80 DSSF
КНИ на 10% мощности, %: 0,0008% DSSF
ИНИ 19к, 20к, 4 к 1, на 7Вт, 4 Ом,не более,%: 0,0009% spectraplus
Диапазон воспроизводимых частот по уровню -3дБ, Гц-кГц: 5-45 модел.
Подавление соседнего канала, не менее, дБ: 68
Потребляемая мощность без сигнала, при 12,6В, Вт: 5,2
Частота преобразователя источника питания, кГц: 65
Частота несущей УМ, кГц: 510+/-25
Остаток несущей на выходе, мВ скз: 80
Постоянное напряжение на выходе макс+/-, мВ скз: 15.
Максимальное напряжение на выходе, Вамп (скз):28(20)
Минимальная частота при самых неблагоприятных условиях в клиппе, кГц:210

График КНИ от мощности снят в режиме ASIO в положении регуляторов 100%. Ку усилителя 16,4 раза, максимальное напряжение источника 2,08 Вскз.
0дБ=34Вскз(без учета ограничения)=298Вт на 3,9 Ом.
Для измерений использовалась внешняя USB карта E-MU0204, сопротивление 3,9Ом, делитель 1к10, ,пассивный RC фильтр 1k2 2n2 1k2 820p 1k2 820p 1k2 на NPO конденсаторах.

Текущие версии ПП:
Принципиальная схема 1.57.
Main 1.47
PWM DRV 1.21
MDR 3.3

Устройство по схеме двойного моно с общим трансформатором питания и гальванической развязкой между землями УМ и ИП. В БП реализована защита от сверхтоков (считывание тока с переходов транзисторов ПН)В УМ штатные защиты IRS20957.Кроме того полноценно реализован режим STBY по сигналу от магнитолы.
С версии схемы 1.57 реализована защита от постоянного напряжения на выходе каждого канала и защита от чрезмерного падения частоты осцилляции.

Текущая стоимость запчастей на комплект стерео усилителя около 65 у.е. включая корпус, но без учета ПП и пересылки.
Корпус доступен по Украине с "Космодрома" по цене 250грн.

Субъективное: на усилителе отчетливо слышны огрехи источника(если они есть), разница между примененными ОУ. Характер проявляется особо с хорошим ЦАП. Прекрасная локализация КИЗ.

03/04/15 Привел файл платы и файл схемы в соответствие. Добавил перечень компонентов. Ошибки в обозначениях могут быть, но платы 100% рабочие.
13/04/15 Внесены изменения в номиналы схемы защиты УМ. Настройка на 14А при 20С. В перечень пока изменения не внесены.
22/04/15 Исправлена мелкая ошибка на основной плате (С67)
14/05/15 внес изменение в схему включения диода VD1 на плате управления ПН (PWR DRV) и номинал резистора R2.
20/06/15 Исправлена ошибка в полярности диода VD10 в плате прошлой версии, в новой он обозначен как VD9. Удален диод VD1. Внесены незначительные изменения в трассировку ПП. Новые версии схема 1.55, основная плата 1.45, управление питанием 1.20, модулятор 3.28.
07/07/15 Изменена схема ограничения модулятора. Некоторые элементы принципиальной схемы. Новые версии схема 1.56, основная плата 1.46, управление питанием 1.20, модулятор 3.3.
08/11/15 Добавлена защита от постоянного напряжения на выходе, изменены номиналы на плате модуляторов, изменен КТР трансформатора до 2х2,5
19/03/16 Изменены номиналы некоторых деталей, убрана сквозная нумерация. Увеличен КТР трансформатора до 1к3, добавлены обмотки и выпрямители для питания модуляторов, снижена индуктивность фильтрующих дросселей в ПН, увелично время мягкого старта, увеличен рабочий цикл ПН. Версии схем выложены https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2188406. Старую схему из шапки не убираю пока. Версии схемы 1_58, плат : основной 1_48, модулятора 1_32, управления питанием 1_22.


Перечень компонентов временно недоступен.


Изучается интерес к изготовлению заводских ПП. Отписывайтесь в личку, или тут. Проект открытый.
Сами платы вполне можно изготовить в домашних условиях.


Осциллограммы.
Ограничение. Так-как ИБП в питании был слабый, то снизил напряжение.
Шум на шине питания на мощности около 7Вт. Осциллограф 100МГц. (на ножках транзистора)
Тоже
Пульсации питания модулятора (+12В) на мощности 25Вт
Сигнал на входе "интегратора", ХХ.
Вход IRS20957 (прямо на ножках микросхемы)

Схема модулятора 3_32 https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=70258&p=2155875&viewfull=1#post2155875

Платы можно приобрести тут:https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=73930
---------- Сообщение добавлено 14.49 ---------- Предыдущее сообщение было 14.14 ----------
14.49 ----------

[sousmanster]

Sagami

дорогие, зараза, 10 у.е. жаба давит платить

[Dimonis]

дорогие, зараза, 10 у.е. жаба давит платить

Ты наверное 30Амперовые смотрел ?
13А для твоих усилителей больше чем достаточно и 7G17a стоит 4$ .
http://www.aliexpress.com/item/Free-...451318400_6148

[Traktorist3d]

Народ, подскажите пожалуйста, звучание данного усилителя: уровень качества звучания, детальность , сцена и т.д. и т.п. каким заводским моделям соответствует и цене этих аналогов? В настоящее время в авто использую старенькие, довольно неполохо играющие Audio art xr50.2 на ВЧ, Audio art xr200.2 на МБ. Всем устраивает, но и собрать что нибудь хочется в будущем.

[sousmanster]

Не прошло и два года : http://www.radio.ru/arhiv/2016/1/V/7...6706d7e6.shtml
В редакции накинули пафоса, в оригинале было "любительский подход в моделировании"

---------- Сообщение добавлено 18.14 ---------- Предыдущее сообщение было 15.05 ----------

Добавил доп обмотку для питания модуляторов. Влезло с трудом
Ну и собрал новый драйвер ПН на заводской плате

---------- Сообщение добавлено 15.01.2016 в 11.40 ---------- Предыдущее сообщение было 13.01.2016 в 18.14 ----------

схема и монтажная плата модулятора MDR3_32

[ankus]

Не прошло и два года : http://www.radio.ru/arhiv/2016/1/V/7...6706d7e6.shtml
В редакции накинули пафоса, в оригинале было "любительский подход в моделировании"...

После окончания школы Билл Гейтс поступил в Гарвардский университет, который на третьем курсе решил бросить, полностью посвятив себя своей компании Microsoft...
Фактически его деятельность - любительское творчество

[sousmanster]

Здравствуйте, Анатолий!

[ankus]

Здравствуйте! Приветствую вашу деятельность в улучшении характеристик УМ класса UcD с импульсным же блоком питания. Субъективные оценки звучания с таким усилителем показывают, что направление перспективное.

ИМХО, использование TL494 для защиты АС от ПТ действует на оба канала сразу, и если не усердствовать с набором ёмкости конденсаторов на выходе БП, то НЧ-головки АС не выгорят.

[sousmanster]

Здравствуйте! Приветствую вашу деятельность в улучшении характеристик УМ класса UcD с импульсным же блоком питания. Субъективные оценки звучания с таким усилителем показывают, что направление перспективное.

Спасибо

ИМХО, использование TL494 для защиты АС от ПТ действует на оба канала сразу, и если не усердствовать с набором ёмкости конденсаторов на выходе БП, то НЧ-головки АС не выгорят.

Эта защита уже реализована в плате управления ПН 2_21. Была мысль добавить еще симисторы для замыкания выходных клемм усилителя. По разводке получается легко разместить 2 корпуса ТО220 на верхнем слое платы управления питанием. Фактически, кроме симисторов нужно добавить либо 1 резистор для одновременного срабатывания защиты по обеим каналам, либо 1 рез. и два диода для раздельного.

Вообще, проблема повышения качества упирается в отсутствие доступного корпуса чуть большего размера, UNI-M стоит около 11$ вместе с разъемом питания. Ничего подобного за такие деньги пока не видел.

Если бы корпус нашелся, можно было бы сделать более качественный блок питания. Как показывает эксперимент - с внешним источником параметры лучше.

Сейчас накапливаю статистику.

---------- Сообщение добавлено 11.58 ---------- Предыдущее сообщение было 11.57 ----------

[ostashv-evgeniyy]

Так может, двухблочный балансный четырехканальник? БП в отдельном корпусе.

[sousmanster]

1 канал диф усилителя занимает 80х60. 4 канала никак не влезет😭

Отправлено с моего D2212 через Tapatalk

[ostashv-evgeniyy]

Надо тебе заняться поиском корпусов...
Мой знакомый купил бы 4ех канальник. А если бы БП в отдельном корпусе, то такой усил смахивает на авто хаенд 90-2000ных. И играет не хуже.

---------- Сообщение добавлено 20.22 ---------- Предыдущее сообщение было 20.20 ----------

Юра, давно хотел спросить, а я смогу на своем экземпляре переделать модулятор на новую версию?

[sousmanster]

Юра, давно хотел спросить, а я смогу на своем экземпляре переделать модулятор на новую версию?

Да, я стараюсь делать взаимозаменяемые.
По звуку я пока не могу сказать, как они, свою магнитолу продал недавно, дома тоже не на чем слушать (сапожник без сапог). Через неделю приедет 80 пионер, тогда напишу.
По искажениям пробовал или интегратор работает, получилось 0,0015% на 10Вт с ним и 0,07% в ucd режиме, дальше не смотрел. В качестве ОУ там стоял OPA2134, а он туда не очень подходит.

Сейчас у меня стоит собранный на 95% экземпляр, я на нем попробую подобрать элементы в модуляторе. Да и резисторы с конденсаторами я по сопротивлению подобрал. Думал сегодня запустить, но не нашел транзисторов в стабилизаторы 20957.
До этого только в микрокапе крутил. В этот раз исследую все зависимости. Отпишусь тут.

А если бы БП в отдельном корпусе,

постараюсь сделать, но по срокам не знаю, для годного девайса нужен нормальный буфер и гейн-регулятор, да c ПН работы прилично.

---------- Сообщение добавлено 19.01.2016 в 13.53 ---------- Предыдущее сообщение было 18.01.2016 в 20.05 ----------

Запустил сегодня модулятор 3_32. В монтажной схема из поста 204 ошибки, смотрите вложение.

В UCD режиме работает на частоте 380к. При подключении интегратора на ХХ 670к. Это с фильтром 20мкГ и 680нФ. Остаток несущей меньше 100мВ скз.

Установил в затовры резисторы 24 Ом

---------- Сообщение добавлено 20.01.2016 в 16.47 ---------- Предыдущее сообщение было 19.01.2016 в 13.53 ----------

Проверил работу "ограничения" частоты осцилляции. Извините, что фото, флешку забыл дома

Питание 11,9В

и питание 14В: , вершина крупным планом

С отдельными обмотками для питания модулятора корпус фактически не прогревается на ХХ при +-38В., а раньше за пол часа был весьма теплый.

---------- Сообщение добавлено 21.01.2016 в 11.29 ---------- Предыдущее сообщение было 20.01.2016 в 16.47 ----------

При подключении интегратора на ХХ 670к.

На самом деле частота с интегратором растет до 430кГц, из-за помех УКВ радиостанции из соседнего дома, осциллограф врет.

---------- Сообщение добавлено 22.01.2016 в 11.24 ---------- Предыдущее сообщение было 21.01.2016 в 11.29 ----------

Offтопик:
Установил сегодня pioneer 80prs. По сравнению с ним мой старый алпайн 175r полное г.
Звучит очень приятно.. Доволен, как слон

[ostashv-evgeniyy]

Звучит очень приятно.. Доволен, как слон [/OFF]

В стоке- он так себе... Посмотри, я ссылку выкладывал на мою доработку этого пионера. После доработки, там огромная разница.

[sousmanster]

осмотри, я ссылку выкладывал на мою доработку этого пионера.

Немного послушаю, потом проконсультируюсь у тебя, пока надо суть его поюзать.

По работе усилителя.

Как выяснилось, новый модулятор 3_32 с NE5532 дает с 10к шумовую полку, возрастающую по экспоненте к 20к, которая не зависит от уровня полезного сигнала. с тем же ОРА2134 такого эффекта нет.

по работе защиты: В реальных условиях срабатывание ОСР усилителя не наблюдал, хоть один экземпляр трудится на сабвуфер с двумя обмотками.

Защита ПНв нормальном режиме не включается, при опорном напряжении в 0,98В. Если на высокой громкости начать крутить настройки фильтра или другие в ГУ, то может включиться, но что срабатывает - перегрузка или схема защиты от постоянки - точно не скажу.

Конденсатор плавного старта лучше увеличить до 4,7мкФ. Индуктивности "ДГС" можно довести до 2х100мкГн, тогда THD+N@1W=100дБ и выше.

мощности для работы с сабвуфером 10" вполне хватает. автоматический эквалайзер устанавливает сабвуфер на уровень -2дБ и на максимуме ограничения не слышно.

с отдельными обмотками для питания модуляторов коэффициент разделения каналов растет до 75дБ. Наверно все же есть смысл поставить в стабилизаторах 317/337.

Нагрев при работе на ХХ и при комнатной температуре (14,1 В питание, вторичное около +-40В): модулятор 34С,
дроссель УМ 36С, транзисторы стабилизатора драйвера 62С. Корпус верхняя крышка 28С, нижняя 32С. Почти равномерно прогревается .

На высоких напряжениях , из-за увеличения уровня шумов, характеристики "первых ватт" ухудшаются.

---------- Сообщение добавлено 15.00 ---------- Предыдущее сообщение было 14.35 ----------

кто собирает
Сборку следует начинать с элементов ПН. В первую очередь проверяется работа субмодуля управления. Резистор R2 не устанавливается. На вывод 1 штыревого разъема XP2 подается напряжение 12В, на любой из выводов 3,4,8,10 – земля. Затем на вывод 2 подается сигнал дистанционного управления Remote, амплитудой более 10,3В. При этом должен засветится зеленый светодиод «вкл». На коллекторе VT1 установится напряжение около 11,5В, на 14 выводе DA3 5В, на выводе 5 DA2 –около 1В, это напряжение возможно нужно будет подстроить с помощью подбора сопротивления R3. Настраивать защиту на мощность более 200Вт нецелесообразно, так как устройство предназначено для воспроизведения музыки, среднее потребление в 200Вт от источника питания обеспечит выходную мощность УМ на пиках сигнала значительно выше 100Вт на канал. После включения на выходах 9,10 DA3 должны присутствовать импульсы с частотой 60-70кГц и размахом напряжения питания этой УМ. Затем проверяется схема защиты от постоянного напряжения. Замыкается R2. Земля источника питания подается на вывод 12, +12В на вывод 9. В таком режиме светодиод оптопары DA1 должен быть обесточен. После этого дополнительно нужно подать напряжение больше 5В *можно 12) поочередно на выводы разъема ХР3 1, 2. при этом на светодиоде оптопары будет напряжение около 1,15В. Напряжение на выводе 2 таймера DA5 во время срабатывания будет уменьшаться до 5,5-6,5В. Сама защита включаться не будет, так как такого падения напряжения не достаточно для срабатывания таймера. Дело в том, что напряжение питания схемы защиты от постоянного напряжения во время наладки занижено - вместо 36В - 12, потому тока через резистор 4к7 и светодиод оптопары недостаточно для обеспечение срабатывания таймера, но если напряжение на нем падает до 5-6В, значит в реальных условиях такая защита будет работать.
Далее субмодуль управления ПН устанавливается в основную плату, на которой монтируются детали ПН без выходных выпрямителей. При включении не должна срабатывать защита ПН. Возможно нужно будет установить дополнительный конденсатор С18 емкостью 470пФ-1нФ. В остальном - настройка защиты нужна только при применении альтернативных полевых транзисторов в ПН. Затем монтируются детали выпрямителей ПН, индуктивности L2, L3, конденсаторы по питанию. Теперь ИП нагружен значительной низкоимпедансной емкостью. Проверяется устойчивый запуск ПН с полностью разряженными конденсаторами и нагрузкой по каждому каналу примерно в 100 Ом Конечно, желательно проконтролировать форму напряжения на выводе 6 DA2 и на вторичных обмотках трансформатора. Цель настройки защиты – добиться максимальной чувствительности. Проверку нужно проводить при напряжении питания 14,4В. При увеличении емкости во вторичной цепи более чем на 20% на старте должна срабатывать защита. При такой настройке вероятность выхода из строя дорогостоящих элементов из-за ошибок монтажа минимальна.
Если БП нормально стартует и выходные напряжения в норме, можно приступить к проверке инвертора УМ. Монтируются все остальные детали основной платы кроме микросхем IR20957 и транзисторов IRFI4212, и проверяется работа их стабилизаторов питания.
Далее монтируются вышеуказанные детали, с помощью перемычек замыкаются конденсаторы С75, С77. Снова Резистор R2 нужно удалить.Это нужно для запрета запуска УМ, без управляющего ШИМ сигнала с платы субмодуля UcD модуляторов, и чтобы защита от постоянного напряжения не мешала работе ПН. Особо нужно проверить, есть ли контакт выводов VS микросхем драйвера с средними точками соответствующих выходных транзисторов. Отсутствие контакта на 90 % выведет из строя выходные транзисторы.
На этом этапе часто ПН перестает запускаться из-за ошибок монтажа. Поиск их удобно проводить с помощью контроля напряжения на каждом плече ПН. То плече, где во время запуска напряжение растет меньше , чем на остальных во время плавного пуска и быстрее всего падает после срабатывания защиты и содержит в себе причину.
Если ПН работает, нужно проверить контрольные напряжения, на выводе DA11(DA12) 15 должно быть около 12В относительно вывода 13. На выводе 11 -12В относительно вывода 9. На выводе 8 – около 12 В относительно вывода 9. На выводе 1 должно быть 12В относительно земли инвертора, на выводе 6 - 5В также относительно земли. Если все в порядке, собирается и устанавливается плата субмодуля спаренных UcD модуляторов. На ней проверяется работа стабилизаторов напряжения на транзисторах VT21,VT23 (VT22,VT24). Далее снимается перемычка запрещающая работу инвертора УМ, устройство испытывается в целом. Нужно проконтролировать частоту генерации каналов, остаток несущей на выходных клеммах УМ.

[sousmanster]

Наверно есть смысл уменьшить сопротивление R72(R75) до 1к2. Возможно даже до 1000 Ом, но нужно проверить стабильность работы на высоких уровнях.

На первичку трансформатора желательно установить демпфирующую цепь, что-то типа 4R 3300p. Достаточно мощности резистора в 0,5Вт

[mixa24]

Не прошло и года))) Частота 470 кГц, несущая 120 и 150 мВ на резисторах 4.3 Ом. Потребление от 12 вольт на ХХ 600 мА. В модуляторе AD8066. Пока собирал ПН, перепутал вторички-проверил защиту Осталось в корпус и в бой.

[sousmanster]

mixa24, на первичку трансформатора демпфер полезно поставить, витков в дроссели ПН тоже можно не жалеть. А так - толково

[mixa24]

демпфер

Что то я на ночь глядя не догоню что за демпфер?

[sousmanster]

Что то я на ночь глядя не догоню что за демпфер?

RC снаббер, на первичке трансофрматора

[mixa24]

Понятно, у меня мысли с работой связаны, про механический думаю, обмотку чтоб шоль не трясло

Отправлено с моего C6903 через Tapatalk