Усилитель на N-канальных полевиках

[Alex Nikitin]

Схема усилителя здесь:

http://www.ant-audio.co.uk/circuits/MOSFET1.gif

Извините за не очень изящный рисунок от руки, но это всё, что я мог сделать в спешке. Потом как-нибудь сделаю в редакторе - или если у кого есть время, то помогите и перерисуйте. Надеюсь, что тем не менее всё понятно и читаемо.

Это переработанный вариант на основе схемы разработанного мной и уже давно снятого с производства усилителя Creek 4330 (выпуска примерно 1997 года) . Почти в точности такая схема у усилителя, который я и сейчас использую дома.

Как видите, схема довольно простая с небольшим количеством деталей.

Выходная мощность при питании +/- 35 Вольт примерно 40 Вт на 8 Омах, 65-70 Вт на 4 Ом.

Не показаны на схеме цепи питания, в том числе питания ОУ ( +/-15В) . Основной блок питания может быть от +/-25 до +/-35 Вольт с ёмкостью сглаживающих конденсаторов от 6800 до 10000 мкФ на два канала, защищённый плавкими предохранителями на 3-4 А ("медленными", с буквой Т) на ВХОДЕ выпрямительного моста, то есть последовательно с каждой половиной вторичной обмотки трансформатора. Выходные транзисторы помещены на теплоотвод с тепловым сопротивлением не больше 1-1,5 градусов на Ватт, закреплены прижимом сверху алюминиевым блоком 10х10х45мм, изоляция ОБЯЗАТЕЛЬНО слюдяная с теплопроводящей смазкой с обеих сторон. Q9 должен иметь хороший тепловой контакт (со смазкой) с теплоотводом выходных транзисторов и лучше всего прямо между ними. Величина R15 определяет крутизну температурной компенсации и может быть слегка изменена для другого типа выходных транзисторов. Теплоотвод желательно заземлить.

В целом рекомендую на выход поставить ещё последовательно цепь из резистора 3Вт 1 Ом параллельно с намотанными на него 10 витками эмалированного провода диаметром 1 мм. Это в целом обеспечит хорошую стабильность на реактивной нагрузке даже при не слишком удачной разводке.

Вот пока и всё.

Алексей

[Alex Nikitin]

1. Shared current - принцип общего тока управления хорошо работает на низких частотах. На ВЧ и выше емкости затворов мосфетов начинают портить картину - мосфеты закрываются медленнее чем бы хотелось. вплоть до сквозных токов.
Решение: уменьшение резисторов в затворах полевиков и вынужденное увеличение токов управления мосфетами.

Всё так. Но для УНЧ это проблемой в большинстве случаев не является. Даже в критических случаях при появлении сквозных токов они, как правило, не приводят к крупным неприятностям. Выбор тока драйвера на практике больше связан с тем, что входная ёмкость полевика очень нелинейна, и при недостаточном токе это заметно сказывается на качестве звука.

Хуже того:
Против "неожиданностей" предлагает Алексей Никитин ставить низкоомные резисторы в силовых цепях схемы.
2. Мои симуляции подвердили наличие сквозных токов при таком подходе. можно искать компромиссы, но принцип запирания мосфета через резистор ограничивает скорость запирания.

Эти резисторы совершенно не предназначены для борьбы со сквозными токами . Они всего-навсего ограничивают ток и мощность на выходных транзисторах в случае короткого замыкания на выходе.

Мое предложение на картинке. Повышает скорость запирания мосфета раз в 10 и более и не портит принцип управления мосфетами. требуется правда определиться с деталями. Принцип:
падение напряжения на диоде в рабочей точке должно держать биполярный транзистор на границе приоткрывания.

Я прекрасно представляю себе проблему управления транзисторами в этой схеме, и в прошлом экспериментировал с различными вариантами буферов, типа показанного на снимке, и в конце концов отказался от этой идеи, так как на практике сквозные токи не были проблемой, а увеличение сложности схемы всегда чревато новыми неприятностями .

На показанной схеме есть несколько потенциальных сложностей. Во-первых, такой "ускоритель" может легко внести нестабильность - как электрическую, так и тепловую, особенно если транзистор будет "на грани открывания". По-хорошему, как раз надо сделать так, чтобы транзистор был как следует закрыт большую часть времени и только срабатывал, когда есть попытка быстро закрыть транзистор. Кроме этого, в любом случае надо оставить небольшой резистор между затвором и эмиттером, иначе выходной полевик может возбуждаться на ВЧ, что значительно опаснее всех других проблем в таком выходном каскаде.

Алексей

[Airt]

Повышает скорость запирания мосфета раз в 10 и более и не портит принцип управления мосфетами.

С учетом высказываний Алексея получается либо классический вариант, либо вариант предложенный Александром Котовым. Но это уже будет другая схема

[Серый Мыш]

Спасибо, Алексей.
Особенно за советы.... я вот и думал с шоттки диодом испробовать,
чтобы транзистор в нормальном состоянии был закрыт.

Вероятно ты прав, в твоей схеме все самодостаточно,
но мы ведь и сам с усам и любим пальцы горелыми транзиторами обжигать

[ADDED=Серый Мыш]1132928518[/ADDED]

Конечно, про нелинейность входной емкости я в данном случае не размышлял - хотел как раз ток управления уменьшить.
Вариант Котова как раз и подверждает актуальность проблемы.

[Gav]

Это для серво... . Вопрос же был:



Так что обычные операционники здесь не годятся, только если выходную мощность ограничить Ваттами 8-10 .

Алексей

Ну почему,если акустика 4-х Ом-ная,ватт 20 можно снять( операционник в режиме усилителя напряжения+ваш каскад в режиме повторителя)
Питалово снизить до +/- 15-20 Вольт (кстати,а какие номиналы надо изменить в этом случае)?

[Alex Nikitin]

Ну почему,если акустика 4-х Ом-ная,ватт 20 можно снять( операционник в режиме усилителя напряжения+ваш каскад в режиме повторителя)

20 на 4-х это 10 на 8-и. Я про это и говорил .

Питалово снизить до +/- 15-20 Вольт (кстати,а какие номиналы надо изменить в этом случае)?

Можно уменьшить R12 раза в два, но вообще говоря при таких низких напряжениях питания лучше слегка приподнять (вольт на 5) напряжение питания на источнике тока Q9, Q10. Работать будет и без всяких изменений, но ограничение на выходе будет заметно несимметричным.

Алексей

[koval]

Алексей!
Есть два тора фирмы AMVECO. Мощность 50 ватт, две обмотки по 24В х 2,08А. Возможно ли разделение блока питания на два отдельных? И самое главное - достаточно ли мощности вышеуказанных трансформаторов? Вашу схему, как и схему фонокорректора, оставлю без всяких изменений.

[Charlez]

koval, Алексей писал в начале темы что мощность транса была в оригинальном усилителе порядка 100Вт.
Так что подойдут твои трансы

[koval]

Спасибо.
Я еще не прочитал всю ветку, поэтому осмелюсь спросить, а не нужно ли выложить схему окультуренную? Уже сваял. Задел есть. Осталось собрать УМ.
Кстати, а чтобы убрать регулятор громкости на входе не нужно ли изменять сопротивление R1?

[Alex Nikitin]

Есть два тора фирмы AMVECO. Мощность 50 ватт, две обмотки по 24В х 2,08А. Возможно ли разделение блока питания на два отдельных? И самое главное - достаточно ли мощности вышеуказанных трансформаторов?

Как уже сказал Charlez, вполне подойдут - и по мощности и по напряжению. Раздельные блоки питания на каналы тоже вполне можно сделать.

Кстати, а чтобы убрать регулятор громкости на входе не нужно ли изменять сопротивление R1?

Можно уменьшить до 10-20К

Алексей

[koval]

Алексей,
а как организовано питание сервоусилителя? Резистор-стабилитрон от общего питания или у него свои обмотки на трансформаторе? Есть возможность организовать его питание на TL431 или не стоит он того? По конструкционным особенностям выходные транзисторы у меня будут в 3-4 см от платы. Может есть смысл резисторы из цепей G & D расположить непосредственно около выходных транзисторов а кним уже провода тянуть? Извиняюсь за столько вопросов, но и как в истории с фонокорректором пока все для себя не выясню, собирать (в смысле паять) не начну.
Да чуть не забыл, а имеет ли смысл разделить питание предварительных и оконечного каскадов?

Заранее благодарен за ответ.
Сергей.

[Alex Nikitin]

Алексей,
а как организовано питание сервоусилителя? Резистор-стабилитрон от общего питания

Да.

Есть возможность организовать его питание на TL431 или не стоит он того?

Стабилитрона достаточно, но надо в параллель с ним плёнку 100нФ и электролит 10-22 мкФ.

По конструкционным особенностям выходные транзисторы у меня будут в 3-4 см от платы. Может есть смысл резисторы из цепей G & D расположить непосредственно около выходных транзисторов а кним уже провода тянуть?

Посмотрите сообщение
https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=473 в этой ветке

Алексей

[koval]

Алексей, еще один вопрос - какова мощность рассеивания резисторов, кроме уже обозначенных? У меня есть два варианта: металлопленочные Phoenix 0.6W 1% 150ppm и Panasonic EROS2P 1% 0.25W 50ppm. По моим прикидкам платы намного удобнее Панас. Однако мощность немного смущает. В общем либо мощные либо удобные. Транзисторы нашел все, которые указаны в схеме, есть возможность и подобрать. И по конденсаторам: по питанию там все ясно полипропилен+фольга + маленький неполярный BG, а вот все остальные? Вариантов опять же два слюда-серебро или металлизированный полипропилен? Детали пока не покупаю, как всегда жду вашего ответа.

[Alex Nikitin]

какова мощность рассеивания резисторов, кроме уже обозначенных? У меня есть два варианта: металлопленочные Phoenix 0.6W 1% 150ppm и Panasonic EROS2P 1% 0.25W 50ppm. По моим прикидкам платы намного удобнее Панас. Однако мощность немного смущает. В общем либо мощные либо удобные.

На всех необозначенных мощность небольшая, так что любые от 0,125 Вт и больше подойдут.

Вариантов опять же два слюда-серебро или металлизированный полипропилен?

Полипропилен.

Алексей

[Gav]

На всех необозначенных мощность небольшая, так что любые от 0,125 Вт и больше подойдут.



Полипропилен.

Алексей

Т.Е разница со слюдой будет слышна?Я затарился полипропиленом( BC 460,которые вы для фильтра рекомендовали),220 пик,68 пик, 1 нан,думал перебор,правда 10 пик-импортная слюда-полипропилена на этот номинал не нашел

[Ё!Ё!]

Offтопик:

220 пик,68 пик, 1 нан

Где брал?

[Gav]

Offтопик:

Где брал?

Farnell

[Alex Nikitin]

правда 10 пик-импортная слюда-полипропилена на этот номинал не нашел

Да, в это место можно слюду, керамику NP0 или бывает ещё полистирол таких номиналов - тоже хорошо.

Алексей

[Gav]

Да, в это место можно слюду, керамику NP0 или бывает ещё полистирол таких номиналов - тоже хорошо.

Алексей

А 100 нан в блокировке качество критично(есть хороший импортный полипропилен(очень хороший),есть советское к71-7)? И чего из электролитов лучше будет с2,с4?И можно ли в питание опера из серво поставить 100 мкф электролит-просто есть FC 82 и 100 мкф?

[Charlez]

Gav, А блокировочный кондер он под каким номером?

[Alex Nikitin]

А 100 нан в блокировке качество критично

C3, C6 - не очень критично, вот С11 в интеграторе надо что поприличнее ставить.

И чего из электролитов лучше будет с2,с4?И можно ли в питание опера из серво поставить 100 мкф электролит-просто есть FC 82 и 100 мкф?

С2 не критичен, а вот С4 лучше как минимум FC. От его качества и номинала звук довольно заметно зависит.

Алексей

[ADDED=Alex Nikitin]1133372074[/ADDED]

А 100 нан в блокировке качество критично

C3, C6 - не очень критично, вот С11 в интеграторе надо что поприличнее ставить.

И чего из электролитов лучше будет с2,с4?И можно ли в питание опера из серво поставить 100 мкф электролит-просто есть FC 82 и 100 мкф?

С2 не критичен, а вот С4 лучше как минимум FC. От его качества и номинала звук довольно заметно зависит. В питание опера лучше больше 10 мкФ не ставить - задержка приведёт к увеличению громкости "щелчка" при включении.

Алексей