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]

Ответил в личке.

[biznescenter]

Ок спасибо!

[sousmanster]

Offтопик:
Ncore white paper на русском, перевод мой, малость кривой.

[sousmanster]

Согласно документу, цепь фазоопрежения более оптимально с номиналов 1k2 Ом 220пФ заменить на 390 Ом 330пФ. Несколько упадет петлевое усиление UcD секции, но возрастет линейность модуляции на уровнях выше 50% мощности. С этими номиналами желательно применить фильтр на выходе как в "дипломе"- 15мкГн 1,5мкФ для обеспечения петл. ус ОС на уровне 30.
Пока не понятно, как сделать линейной модуляцию на уровнях выше 75%, если она нелинейна по определению. Либо в нкоре просто завысили напряжение питания, или изменили цепь ос UcD модулятора, что мне кажется маловероятным.

---------- Сообщение добавлено 19.12 ---------- Предыдущее сообщение было 10.27 ----------

точнее даже RC цепь модулятора нужно настраивать в зависимости от номиналов выходного фильтра, имеется только один оптимальный набор значений.
Для примера можно смотреть характеристику в МС зависимости входного напряжения от напряжения на входе компаратора, или разницу входного и выходного/Ку. Достаточно наглядно получается.

[Dimonis]

в зависимости от номиналов выходного фильтра, имеется только один оптимальный набор значений.

Ура! Открыл Америку!
В ЮсД задержка в фильтре является основополагающей . Оттуда и пляшем.
Ты немного не въехал в трактовку Бруно , ты мыслишь только своими 100Вт пукалками , а на нкор его сподвигли кВты.

[sousmanster]

ты мыслишь только своими 100Вт пукалками , а на нкор его сподвигли кВты.

дык, какая разница. речь идет о линейности модуляции, если упростить, то Ку изменяется в зависимости от выходного уровня, что вносит дополнительные искажения.
По результатам nc400 особо не видно ничего, а в nc1200 на 4Ом КНИ -фактически прямая линия вплоть до 500Вт, т.е до 80% мощности. Я пока ничего на эту тему не читал, потому интересно разбираться в вопросе. А применимость-вообще любая, хоть 20Вт, хоть килловатт

[Dimonis]

дык, какая разница. речь идет о линейности модуляции,

А применимость-вообще любая, хоть 20Вт, хоть килловатт

Разговор не только о модуляторе , читай параграф 5.4 .
Думаю эта картинка известна ?



Практицкий пример : я делаю усилители на 2092 , http://www.powersmps.ru//CDA2092-2/index.html , плата одна , на мощность до 200Вт ставлю легкие ключи 4019 и минимальный ДТ в ИС 2092 , при этом имею Кни=0,003% .
А вот хочу 700Вт : ставлю неплохие 4227 ключи , ДТ приходится делать наполную , дабы не сквозило и ..... Кни фактически вырастает на порядок , до 0,02-0,03%.

[sousmanster]

твоя моя не понимай.
я говорю про линейность модуляции, в писульке про нкор бруно утверждает, что изучив функцию преобразования стандартного юсд из аес118 он определил, что:

На высоких уровнях Ку снижается, достаточно существенно (пунктирная линия). И можно подстроить работу модулятора.
Вот это дельта на рисунке выше -это влияние низкой емкости конденсатора фазасдвигающей цепи. Для коррекции этого явления как раз и увеличивается емкость конденсатора выходного фильтра, так как это имеет обратный эффект, и, таким образом, наступает частичная компенсация. ИМХО. Хотелось бы услышать мнение просвещенных.

Эффект можно наблюдать подавая на вход линейно возрастающее напряжение и сравнивая его с выходным/Ку

Может я не правильно понял, что там на картинке. По идее input DC offset -это входной сигнал/Ку комп.

Кстати, интересен уровень этого самого DC offset, как видно там не нормализовано, а напряжение, то есть 3мВ на уровне заполнения в 80%.Скажу, весьма сомнительно, что это напряжение на входе компаратора UcD

[oleg_72]

Добрый день. sousmanster, а обведенное красным зачем?

[sousmanster]

oleg_72, Ошибка, конечно. Это шина питания.
Поправил.

---------- Сообщение добавлено 17.05.2016 в 13.01 ---------- Предыдущее сообщение было 16.05.2016 в 13.06 ----------

Новая плата будет, все же, на RM8.
попробую сделать проект уже чисто под заводское изготовление.

[LampCos]

Новая плата будет, все же, на RM8.

а плата чего? блока питания?

[sousmanster]

а плата чего? блока питания?

Почему блока?, инвертор усилителя будет на индукторе RM8 10мкГн.

[LampCos]

Почему блока?, инвертор усилителя будет на индукторе RM8 10мкГн.

Это который по схеме 16мкГн?
Ушел учить матчасть

[Traktorist3d]

Юрий, в РАДИО за март тоже про ваш усилитель статья есть, а вы скромно молчите). Интересно почитать в ожидании плат.

[sousmanster]

Статья написана, когда еще не было уверенности в работоспособности узлов усилителя(ограничителя, фазового корректора, и вообще...), схему PDX тоже еще не выложили, а самое главное, я еще не понимал, как там все работает. То есть-схема была сделана в микрокапе с основным упором на трансиент анализ.

В начале вообще было не понятно, будет ли работать усилитель, где половина узлов упрощены до максимума,а схема и плата сделаны для DIY изготовления. Было много мнений, что не взлетит, что нужен отдельный ограничитель снижения частоты и т.д.

Следующий проект будет более конструктивным.

[Traktorist3d]

Статья написана, когда еще не было уверенности в работоспособности узлов усилителя(ограничителя, фазового корректора, и вообще...), схему PDX тоже еще не выложили, а самое главное, я еще не понимал, как там все работает. То есть-схема была сделана в микрокапе с основным упором на трансиент анализ.

В начале вообще было не понятно, будет ли работать усилитель, где половина узлов упрощены до максимума,а схема и плата сделаны для DIY изготовления. Было много мнений, что не взлетит, что нужен отдельный ограничитель снижения частоты и т.д.

Следующий проект будет более конструктивным.

Список компонентов что у них на ftp выложен, насколько актуален?

У меня на саб работает Alpine PDX 1.1000 , интересно в нем не углубляясь в дебри есть что заменить, на чем производитель сэкономил.




Следующий проект у вас, это 100% D class будет?

[sousmanster]

Список компонентов что у них на ftp выложен, насколько актуален?

Номера по-порядку не актуальны, список сам по себе более менее.

[sima8520]

Sousmanster, Доброго времени суток!
Можно ли поинтересоваться, зачем так сложно организована защита по току для транзисторов по линии +12В?
Что если применить такую схему преобразователя (TL494+IR2110)?

[sousmanster]

Доброго.

Что если применить такую схему преобразователя (TL494+IR2110)?

Практического смысла в использовании драйвера верхнего плеча в пушпуле нет. Если уже очень хочется использовать драйвер, то лучше взять сдвоенный нижнего плеча, типа IR4427 или подобный. еще лучше использовать спец. микросхему, уважаемый Димонис давал ссылку, где уже все на месте. Однако, учитывая большое мертвое время (10%), низкую среднюю потребляемую мощность данного усилителя, смысла гнаться за быстрым переключением в ПН нет, все прекрасно работает от TL494.

зачем так сложно организована защита по току

. Особой сложности не наблюдаю, добавлена стандартная схема сброса интегратора. В моем случае ограничение поцикловое, постоянная времени RC цепи около 1мкс, задержка срабатывания еще около 1 мкс. В вашей схеме постоянная равна 30мкс, при длине полутакта (на 60кГц) 8мкс, + задержка срабатывания ОУ в TL494, у которого в цепи ОС 1мкФ конденсатор, т.е. еще около (пальцем в небо) 30мкс. У меня нет уверенности, как качественно это будет работать.

Ваша схема имет право на жизнь. ИМХО, и ее можно заточить на поцикловое ограничение, но нужно потратить на это время с напильником. Как говорится, вам и карты в руки.

[Dimonis]

В моем случае ограничение поцикловое.......

Это каким образом на 494 удалось такое изобразить ?