Проект Prophetmaster Tierra - моноблоки 50 Вт в классе А

[Prophetmaster]

Строятся УПТ моноблоки в классе А, с планируемой выходной мощностью 50-70 Вт/4 Ом. Tierra, в переводе с испанского, означает Земля - навеяло это название, когда в каждом моноблоке скопилось по Фараде
Поставил себе задачу попытаться сконструировать и изготовить усилитель не хуже по звучанию, чем имеющийся на BUF634T, но с более высокой выходной мощностью.
Уже больше года прошло с момента начала разработки моноблоков, но ввиду сложности задуманного и в связи с малым количеством свободного времени, все двигается гораздо медленнее, чем хотелось бы.
Сначала были изготовлены блоки питания, потому что в данном проекте это самая трудоемкая часть и есть необходимость делать железный макет УМ, так как одним симулятором не обойдешься, а макет нужно питать от полноценного БП, для получения достоверных результатов.
Разводка плат БП для левого и правого канала симметричная в силовой части и в части стабилизаторов УН и УМ, но зеркальная в области первички, несигнальных цепей и выпрямителя УН. При такой разводке, получаются "правый" и "левый" моноблоки. Хочется, чтобы было еще и красиво
Проект некоммерческий, поэтому все схемы в полном объеме будут доступны для просмотра.
Схема БП во вложении.
Что представляет из себя БП одного канала - это полностью стабилизированный блок питания мощностью 600 Вт, который имеет:
1. Силовые двухполярные линии питания с напряжениями +\- 25 В, от мощного тороидального трансформатора (550 Вт). Стабы - LT1083 (7.5 А), 8 шт, соединены по 4 в параллель. Суммарная площадь радиаторов стабилизаторов каждого канала 3000 кв.см. Нагрузка на каждый стабилизатор не будет превышать 1 А, так как ток покоя усилителя планируется около 4 А.
2. Две линии питания с напряжениями +\- 27 В и +\- 15 В для усилителя напряжения от отдельного трансформатора (50 Вт). Стабы - LM317/LM337, по 2 шт. Напряжения +\- 15 В формируются из уже стабилизированного +\- 27 В.
3. Отдельный трансформатор для несигнальных цепей (50 Вт).
4. Отдельный трансформатор для дежурки (5 Вт).
5. Все трансформаторы, кроме дежурки, изготовлены по моему заказу компанией Audioinstrument Все трансформаторы сфазированы по первичным обмоткам.
6. Суммарная емкость конденсаторов фильтра силовых цепей около 1 Фарады на канал, большая часть которых, находится после стабилизаторов.
7. Емкость конденсаторов в цепях питания УН - 27000 мкФ/63 В на напряжение +\- 27 В и 40000 мкФ/25 В на +\- 15 В.
8. Софтстарт во вторичной цепи, с временем заряда конденсаторов около 1 минуты. Так как при выключении питания вторичные силовые цепи отключаются от платы УМ, то для разряда электролитов предусмотрены нагрузочные сопротивления, которые полностью разряжают емкости в течении 20 минут.
9. Оптоэлектронная защита АС от постоянного напряжения встроена в БП и выполняет две функции:
- подает или снимает напряжение со схемы управления реле защиты, которая находится на платах самого УМ.
- обесточивает все вторичные цепи силового питания, в случае появления постоянного напряжения (свыше 1 В) на выходе УМ. Восстановление выходных напряжений происходит через 1 минуту после срабатывания защиты.
То есть, в аварийном режиме, одновременно блокируется нагрузка УМ (как и в предыдущей конструкции, реле защиты будет закорачивать выход на землю) и отключается питание силовой части. Без отключения не обойтись: пока разрядится Фарада, на плате УМ может все успеть поджариться после выключения сети
10. БП имеет трехэтажную конструкцию, что практически дало возможность укоротить многие соединительные шины БП или практически свести их длину к нулю.
11. БП имеет каркасную конструкцию из алюминиевого профиля и алюминиевого бруска, поэтому платы практически не являются несущими элементами, если только чуть-чуть.
12. Силовая разводка в БП произведена плоской медной моножилой 4 кв.мм, разводка земли - плоской медной моножилой 6 кв.мм. Земля на послестабовых силовых емкостях выполнена из листовой меди толщиной 0.7 мм.
13. Первичные цепи 220 В имеют R-C фильтры.
14. Энергоемкость каждого БП составляет 450 Дж для силовых цепей и 20 Дж для питания усилителя напряжения.
15. Все силовые реле производства Finder промышленных серий на 12 В. Все слаботочные - Takamisawa RY12W, также на 12 В, кроме входа включения питания от 5 В, который реализован на слаботочном реле Finder.
Конструктивно БП выполнен на трех платах - нижняя несет на себе всю первичку, основную часть БП несигнальных цепей и защиту. На втором этаже расположены софтстарт и выпрямители сигнальных цепей с частью емкостей, а также остальные несигнальные цепи. На верхней плате расположены вторая часть достабовых емкостей, все стабилизаторы для аудиочасти и послестабовые емкости. Шунтирующих полипропиленовых конденсаторов тут немного - основные шунты будут расположены непосредственно вблизи потребителей - на платах УМ.

Для включения БП не нужен мощный тумблер - достаточно слаботочного выключателя, который может коммутировать постоянное напряжение 12 В и ток 40 мА Как вариант, БП можно включать, подав на него 5 В - пятивольтовое реле может управляться с преда, например.

Во вложении: несколько фото БП, полная схема БП одного канала, РГ (http://khozmo.com/products_dale_shunt.html), трансформаторы для УН, изготовленные А. Воробьевым, пара фото первого из 4-х повторителей и схема повторителя.

[.Васильев]

Олег а ссылочку на такой буфер не дадите? Интересно посмотреть.

[Prophetmaster]

Олег а ссылочку на такой буфер не дадите? Интересно посмотреть

Вот, например, один из вариантов входного буфера:



Широкополосный, , Кни меньше 0.001 на 100 кГц, фазолинейный, но с выбросами.
Модель Мультисим во вложении.

P.S. На схеме резисторы эмиттерные разные - считать их все по 1 Ом

[Latvian]

у выходных транзисторов макс. частота должна быть как минимум в 5 раз выше, чем у первых.

Интересная мысль. Выходит, на вход можно поставить абы чего, набрать искажений и все это усилить СВЧ выходниками?

[.Васильев]

Prophetmaster, спасибо

[Prophetmaster]

Выходит, на вход можно поставить абы чего, набрать искажений и все это усилить СВЧ выходниками?

Почему так? Можно взять хорошие транзисторы с полосой 30-40 МГц, например, и поставить их в 1 каскад, а в оконечный каскад повторителя применить те же 2SC5171+2SA1930 с их полосой 200 МГц. Надо только глянуть, что есть на сегодняшний день хорошего в данном диапазоне частот.

---------- Сообщение добавлено 00:09 ---------- Предыдущее сообщение было 00:05 ----------

Prophetmaster, спасибо

Если будут какие-либо комментарии и советы, то буду премного благодарен. Ваш буфер, кстати, тоже моделировал - очень хорошая разработка

Этот имею в виду:



От прямого его использования удерживает только желание создать что-то свое

[misha88]

Интересная мысль. Выходит, на вход можно поставить абы чего, набрать искажений и все это усилить СВЧ выходниками?

Не понял, при чем тут искажения, я говорил про частоты, ведь практически в любом усилителе с ООС коррекцией ограничивают быстродействие первого каскада, если этот полюс низкочастотный, то только конденсатор поможет, но если выше 1 МГц, то его можно просто ограничить самим транзистором, есть транзисторы и на 1-3 МГц, есть и на 30-50 МГц ( например, MPSA42/92), все зависит от частоты последующего/последующих каскадов и глубины ООС.

[Latvian]

Не понял, при чем тут искажения, я говорил про частоты, ведь практически в любом усилителе с ООС коррекцией ограничивают быстродействие первого каскада, если этот полюс низкочастотный, то только конденсатор поможет, но если выше 1 МГц, то его можно просто ограничить самим транзистором, есть транзисторы и на 1-3 МГц, есть и на 30-50 МГц ( например, MPSA42/92), все зависит от частоты последующего/последующих каскадов и глубины ООС.

Так это в усилителях с оос для получения хороших измерений.
А буфер у Васильева симпатичный , дело за малым-подобрать транзисторы и обеспечить "0" на выходе.

[.Васильев]

дело за малым-подобрать транзисторы

небольшой разброс не помешает,а ноль можно и подстроечником при необходимости установить

[ОРорин]

Без коррекции улучшить ПХ можно только правильным выбором транзисторов по макс. частоте, у выходных транзисторов макс. частота должна быть как минимум в 5 раз выше, чем у первых.

В идеале от выброса без коррекции не обойтись. А точнее без емкости в таком буфере, ведь именно это преследуется?

[Prophetmaster]

В идеале от выброса без коррекции не обойтись. А точнее без емкости в таком буфере, ведь именно это преследуется?

Вот и мне кажется, что придется отказаться от Шиклаи и делать входной буфер без него. Емкостями тормозить его не хочу.

[.Васильев]

Если использовать токовые зеркала? Какое будет мнение?

[Prophetmaster]

Если использовать токовые зеркала? Какое будет мнение?

Токовые зеркала я пробовал симулировать, но у меня с ними прямоугольник тоже не получается хорошим - может я не копенгаген просто
Этот буфер меня полностью бы устроил, но тут нужно что-то добавить, чтобы при более высоком входном сопротивлении он оставался линейным и был больше ток покоя. Либо оставить как есть, а пред делать в соответствии с имеющимся таким низким входным, но тогда моноблоки нельзя будет подключить к большинству других источников или предов.

[.Васильев]

Если Q5 сделать составным?

[Prophetmaster]

Если Q5 сделать составным?

Я не пробовал так делать, но с появлением еще одного каскада усиления по току, появится и выброс, скорее всего. Вот если бы вместо R4 и R8 поставить какие-то хитрые источники тока, чтобы решить проблему, но пока у меня нет рабочих вариантов.

[.Васильев]

Буфер Родченкова из брошурки BРЛ 69 симметричным бы сделать , но он к сожалению инертирующий и с оос

[ОРорин]

Если регулятор громкости не непосредственно на входе буфера (схема из 867), то отбираем транзисторы по частоте как выше предлагалось и RC ФНЧ на входе этого буфера с частотой среза как можно будет выше. Все равно трансформатор ограничит сверху полосу.

[Prophetmaster]

Если регулятор громкости не непосредственно на входе буфера (схема из 867)

Нет, РГ не будет на входе буфера.

то отбираем транзисторы по частоте как выше предлагалось и RC ФНЧ на входе этого буфера с частотой среза как можно будет выше. Все равно трансформатор ограничит сверху полосу.

Как один из вариантов можно рассматривать, но хочу обойтись без каких-либо фильтров вообще.

---------- Сообщение добавлено 17:04 ---------- Предыдущее сообщение было 17:02 ----------

Буфер Родченкова из брошурки BРЛ 69 симметричным бы сделать , но он к сожалению инертирующий и с оос

Нет, фазу крутить не буду

[SAS-M]

Нет, фазу крутить не буду

А как это объяснить трансформатору?

[Prophetmaster]

А как это объяснить трансформатору?

Ну, он же не инвертирует фазу на 180 градусов

Родился еще один вариант входного буфера для работы перед повышающим трансформатором.

Схема:



Ток покоя транзисторов оконечного и предоконечного каскадов около 50 мА, у транзисторов Q1 и Q2 - 38 мА, входной ток около 250 мкА.
Кг (по 10-ю гармонику включительно) при входном сигнале 5 В и на нагрузке 110 Ом - 0.001 % в диапазоне до 100 кГц (выше не смотрел). Постоянки на выходе меньше 10 мВ.

Меандр 100 кГц (сигнал генератора снизу):



АЧХ:



Фаза поворачивается на 1 градус только на частоте 96 МГц.



Модель для Мультисим во вложении, можно поиграться.

Интересно узнать мнения наших веголабовских схемотехников

[И. ЗАМОТКИН]

Хорошее решение. https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1639802 Только следует учесть что буфер с ООС, если конечно это важно.