Повышенное питание усилителя напряжения

[Dimf]

Добрый день!
Похожей темы не нашел, завожу новую.

Какие могут быть проблемы при питании УН повышенным относительно выходного каскада напряжением? Насыщение выходников, например?

Конкретно задача следующая: нужно сделать сабвуферный усилитель ок. 300 Ватт, есть подходящий трансформатор, но его напряжения хватает впритык, т.е. нужная мощность достигается только при амплитуде сигнала,почти равной напряжению питания. Поэтому я планирую взять схему с полевиками на выходе (например, Холтон) и запитать усилитель напряжения от повышенного вольт на 10 питания (купить для этого небольшой транс), чтобы максимально использовать напряжение питания выходного каскада.

Спасибо.

[vzaichenko]

Добрый день!
Похожей темы не нашел, завожу новую.

Какие могут быть проблемы при питании УН повышенным относительно выходного каскада напряжением? Насыщение выходников, например?

Конкретно задача следующая: нужно сделать сабвуферный усилитель ок. 300 Ватт, есть подходящий трансформатор, но его напряжения хватает впритык, т.е. нужная мощность достигается только при амплитуде сигнала,почти равной напряжению питания. Поэтому я планирую взять схему с полевиками на выходе (например, Холтон) и запитать усилитель напряжения от повышенного вольт на 10 питания (купить для этого небольшой транс), чтобы максимально использовать напряжение питания выходного каскада.

Спасибо.

Добрый день!

А вот вопрос. Из повествования следует, что "схему с полевиками на выходе" вы планируете использовать именно потому, что хотите иметь максимальную амплитуду на выходе, близкую к напряжению питания. Но именно с полевиками типа HexFET, которые применяются в схеме Холтона, вы потеряете примерно 7 вольт амплитуды по сравнению с ВК на биполярных транзисторах (из-за существенно более высокого рабочего напряжения смещения на затворах). Уверены, что хотите именно этого?

В остальном, питание УН более высоким напряжением (часто - еще и стабилизированным) - хороший подход. Нужно только защитить ВК от того, чтобы на бызы драйверов (или пре-драйверов) с выхода УН попадало напряжение, превышающее напряжение питания ВК.
Для этого обычно применяется диодный ограничитель, в простонародье называемый "Бэйкер клэмп"

Пример: D5 - D10 в схеме ниже:

[Dimf]

потеряете примерно 7 вольт амплитуды по сравнению с ВК на биполярных транзисторах (из-за существенно более высокого рабочего напряжения смещения на затворах).

Бинго! Для этого и нужно повышенное питание УН, чтобы на его выходе была амплитуда, примерно на 7 вольт большая выходного сигнала. А полевики выбираю в силу низкого сопротивления канала (падение напряжения менее 1 вольта, в отличие от 2-3 вольт на биполярах), а так же для исключения нагрузки УН при насыщении (через ток базы выходных биполяров, или еще хуже - в обратку через коллекторный переход).

Нужно только защитить ВК от того, чтобы на бызы драйверов (или пре-драйверов) с выхода УН попадало напряжение, превышающее напряжение питания ВК

Для полевиков нет ничего плохого, если напряжение на затворе будет выше стока (в пределах 20 вольт, конечно). Биполяр - да, как я уже писал пойдет обратный ток через коллектор.

[BesPav]

Конкретно задача следующая: нужно сделать сабвуферный усилитель ок. 300 Ватт, есть подходящий трансформатор, но его напряжения хватает впритык, т.е. нужная мощность достигается только при амплитуде сигнала,почти равной напряжению питания.

А какой номинал выхода трансформатора и сопротивление нагрузки?
Может использовать мощник с мостовым выходом?

Более 300 Вт на 4 Ома можно получить при питании ВК от +-30 Вольт, типа такого:
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=72108

Ну или по "классике":
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=68073

[BesPav]

А какой номинал выхода трансформатора и сопротивление нагрузки?
Может использовать мощник с мостовым выходом?

Более 300 Вт на 4 Ома можно получить при питании ВК от +-30 Вольт, типа такого:
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=72108

Ну или по "классике":
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=68073

И опять же, стоит ли делать АВ-шник для саба? Может подобрать готовый модуль класса D?

[Dimf]

BesPav, трансформатор с одной обмоткой 36 вольт, мощность 630 кВА. Конечно мост будет, иначе вообще меньше 100 ватт получится.

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=72108

Там что, стабилизатор питания выходного каскада (Q39, Q40)? Однако идея похожая, полевики от УН с повышенным питанием. Хотя, из-за каскодов Q15, Q16 вряд ли амплитуда будет выше питания выхлопа.

---------- Сообщение добавлено 17.16 ---------- Предыдущее сообщение было 17.10 ----------

И опять же, стоит ли делать АВ-шник для саба? Может подобрать готовый модуль класса D?

Вот такой например: http://masterkit.ru/shop/multimedia/...-class/1918340 ?
1. Это не решает проблему питания. У класса D тоже есть остаточное напряжение, и неизвестно какова его величина.
2. У меня нет опыта построения таких усилителей (точнее, есть негативный ), поэтому не уверен в результате. Даже если заработает, не факт что будет качественный звук и устойчивая работа на максимальной мощности.
3. ЦЕНА...

[BesPav]

BesPav, трансформатор с одной обмоткой 36 вольт, мощность 630 кВА. Конечно мост будет, иначе вообще меньше 100 ватт получится.

Ух, грустно.
А домотать или там пониженная индукция и окно заполнено?

Там что, стабилизатор питания выходного каскада (Q39, Q40)?

Нет, тоже каскод, но в ВК.

Однако идея похожая, полевики от УН с повышенным питанием.

Так тут почти все последние конструкции с повышенным питанием УНа.

[korolkov24]

У класса D тоже есть остаточное напряжение, и неизвестно какова его величина.

Мизерная, к примеру c IRFB33N15D будет всего 0.7В.
Схема очень простая, на IRS2092.
При стабильном питании +-52В, будет 300Вт на 4 Ома, а при питании от реального источника (мост+ёмкости), для 300Вт надо +-55...60В.

[Dimf]

А домотать или там пониженная индукция и окно заполнено?

Домотать теоретически можно: https://www.google.ru/search?q=осм&tbm=isch&gws_rd=ssl
Только витки будут неплотно прилегать к старой обмотке. Это не страшно?

Схема очень простая, на IRS2092.

Буду признателен, если подскажете где посмотреть практическое решение (рабочая схема). Потому что осовить всю ветку про D-класс я не в силах, хотя и пытался в свое время

---------- Сообщение добавлено 17.51 ---------- Предыдущее сообщение было 17.44 ----------

Посмотрел даташит на IRS2092 - действительно просто до безобразия. Попробую разобраться. Единственное, что вызывает вопрос - выходной дроссель. Если мотать на феррите, то как выбрать сердечник и нужен ли зазор? В свое время именно на этом и запнулся в D-классе.

[korolkov24]

Буду признателен, если подскажете где посмотреть практическое решение

Да схем полно https://www.google.ru/search?q=IRS20...CB2Ec1UozsM%3A, а вот печатку простую надо поискать.
Вот в поиске попалось.
https://vk.com/topic-92948936_31627190
На паяльнике много печаток есть.
Я не слежу за этим, поэтому не подскажу.
Да и самостоятельно там развести несложно, так как всё внутри микросхемы. Делай как можно короче проводники, а силовые толще и тоже, не далее 2-х сантиметров от микросхемы.

---------- Сообщение добавлено 17.57 ---------- Предыдущее сообщение было 17.53 ----------

Если мотать на феррите, то как выбрать сердечник и нужен ли зазор?

Да, нужен зазор. Приблизительно, феррит должен быть типа RM14 материал N87.
http://www.chipdip.ru/product/b65887-e-r87/
Зазор можно сделать подкладыванием бумажки 0.5мм или сточить средний керн 1мм.
Для саба, индуктивность сделать побольше - 40мкГн.

[Dimf]

korolkov24, спасибо, попробую собрать, благо детали дешевые, сжечь не жалко... Плату развести не проблема. Еще возник вопрос, хватит IRF6645 для нагрузки 2 ом (4 в мост) при питании +-25 В? По даташиту разрешается 4 ома на +-35.

[korolkov24]

RF6645 для нагрузки 2 ом (4 в мост)

Нет, надо что-то посильнее.
Для сабвуфера можно частоту снизить, сделать 200...300кГц, а значит и транзисторы с меньшим сопротивлением канала, чтобы всё было холодное.

[Dimf]

сделать 200...300кГц

Не вижу в даташите IRS2092 элементов, задающих частоту ШИМ. Указано в параметрах микросхемы 800 кГц.

Нет, надо что-то посильнее.

например IRF6646 http://www.chipdip.ru/product/irf6646tr1pbf/ ?

[vzaichenko]

Бинго! Для этого и нужно повышенное питание УН, чтобы на его выходе была амплитуда, примерно на 7 вольт большая выходного сигнала. А полевики выбираю в силу низкого сопротивления канала (падение напряжения менее 1 вольта, в отличие от 2-3 вольт на биполярах), а так же для исключения нагрузки УН при насыщении (через ток базы выходных биполяров, или еще хуже - в обратку через коллекторный переход).

Для полевиков нет ничего плохого, если напряжение на затворе будет выше стока (в пределах 20 вольт, конечно). Биполяр - да, как я уже писал пойдет обратный ток через коллектор.

Все правильно, работать будет, но при задирании затворов "выше" стоков, линейность падает, поэтому я бы туда особо "лезть" не стал (с точки зрения качества).
В остальном - ограничивайте амплитуду на затворах желаемым уровнем - и все, никаких проблем с точки зрения работоспособности.

И чисто практическое соображение - так ли необходимо гнаться за 300-ми ваттами? Если получится, скажем, 250 - не хватит?

Класс D - да, хороший вариант для саба.

[korolkov24]

Не вижу в даташите IRS2092 элементов, задающих частоту ШИМ

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1138.pdf

например IRF6646

На пределе.
Надо смотреть при температуре не менее 70 градусов. Радиаторов ведь не подразумевается.
Я бы взял транзисторы попроще, в ТО220 и прикрутил маленький радиатор.

[Dimf]

vzaichenko, в сабвуфере можно пожертвовать линейностью на пиках сигнала.

300 или 250 - не важно, но если не принимать никаких мер в реале может получится меньше 200 (просадка транса, падение на выпрямителях, пульсации емкостей, падение на УН, на выхлопе, на эмиттерных резисторах и т.д.).

---------- Сообщение добавлено 18.55 ---------- Предыдущее сообщение было 18.52 ----------

korolkov24, по частоте ШИМ понял, не нашел сразу этот документ.

Я бы взял транзисторы попроще, в ТО220

Какие критерии выбора? Просто я мало знаком с ключевым режимом... Ток, напряжение - понятно. Но есть ведь еще емкость завтора -нужно чтобы IRS2092 потянула, может еще какие-то факторы?

[korolkov24]

Какие критерии выбора?

Это сложно, проще таблички внизу http://www.irf.com/application-solut...~1njcjq#mosfet
Вот такой подойдёт, недорого и везде есть.
http://www.irf.com/product-info/data...rfb5615pbf.pdf
Подойдёт даже древний IRF540, который стоит 3 копейки, только он греться будет побольше.

[BesPav]

Какие критерии выбора?

У них там толковые картинки есть:

[Alex]

А полевики выбираю в силу низкого сопротивления канала

По Rdson в даташите?
Этот параметр "работает" только в ключевом режиме (в класс-Д, например), а в аналоговом усилителе этого параметра не существует - там транзисторы до этого режима не доходят, а если доходят - тогда уже беда (клипинг).

[Dimf]

У них там толковые картинки есть:

С мощностью понятно, а по частотно-скоростным характеристикам? Допустим, я выберу какой-нибудь транзистор, а он не будет успевать закрываться или генерить в схеме начнет?

По Rdson в даташите?

Я анализировал графики напряжения коллектор-эмиттер (или сток-исток) в зависимости от тока. Получилось, что например у 2SC5200 при токе 6А падение больше 2 вольт, а у IRFP240 - около 0.8. Или я где-то ошибаюсь?