УМ в классе A - надо паять!

[anli]

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Путеводитель по ветке

- есть ли полу-ООС? - https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=177

- ещё один вариант: https://forum.vegalab.ru/showthread....3601#post53601
Пока хуже по исажениям, но гораздо более управляемый в смысле устойчивости

- успешно боремся с тепловыми искажениями (заодно и спектр ухнул вниз):
https://forum.vegalab.ru/showthread....0666#post70666

- первый вариант печатки:
https://forum.vegalab.ru/showthread....7264#post77264

- Слушаем!:
https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=639

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

История. Много лет назад, когда мы почти все ходили пешком под стол (или не ходили совсем), Жан Хирага (Jean Hiraga) придумал схему, которая представлена, в частности, здесь:

http://member.newsguy.com/~stigerik/...asse_a_20w.htm

Эта схема инспирировала Павла Мацуру (Pavel Macura) на вот такой повторитель:

http://www.pha.inecnet.cz/macura/next.htm

Схема Мацуры инспирировала Сергея (PSV) на такой вариант повторителя:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=720

А я рисовал много вариаций на тему повторителя Сергея и нарисовал то, что хочу спаять

Итак. Схема балансная. Раскачиваться будет этим УН:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1637

При включении каких-либо щелчков-всплесков на входе УМ не будет - это проверено в железе (в частности, благодаря симетричному включению БП для УН: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=934).

Согласно ТЗ для УН, на выходе плеча УМ максимальное требуемое напряжение +/-7.5V (размах).

Схема: http://gaydenko.com/um/schematics.png
Спектр на выходе плеча в симуляторе (LTspice): http://gaydenko.com/um/FFT.png

Чтобы долго не вглядываться в спектрограмму, вот числа для гармоник:

2 -111db (0.00028%)
4 -143db
6 -166db

3 -117db (0.00014%)
5 -140db
7 -160db

Предполагается параллельно входу УМ вот такой ограничитель напряжения:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1072

Но ограничитель ещё не макетировал.

О недостатках.
Думаю, лимитера маловато будет для надёжности: выходные мосфеты могут открываться быстрее, чем закрываться. Но топологию менять очень не хочется.

Жду Ваших отзывов, особенно - критики с предложениями, как недостатки устранить.

[Л. Зуев]

Не думаю, что такой счет верный. Через проводник (малоомный резистор) протечет тот же заряд, но он почти не нагреется.

Энергия заряда конденсатора в любом случае выделится на активных сопротивлениях: резисторе, сопротивлении обмоток трансформатора, внутреннем сопротивлении сети и самих электролитов.

У мощных резисторов большая тепловая инерция и ограничение возникает не от теплового перегрева, он просто не успевает нагреться, а от предельного тока, при котором может либо перегореть проволока, неуспев отдать тепло корпусу или то же происходит с пленкой.

Это да.

[Костя Мусатов]

Леонид, если бы в сети было постоянное напряжение, то энергия распределялась так же. Но при пульсирующем (выпрямленное) повышение сопротивления увеличивает потери на нем. Пусть нам надо пропустить ток 1А за 1с (1 Куллон). Если мы это сделаем за один раз, то на резисторе 1 ом выделится 1 Дж. Если сделать импульсно за 0.5с, то потребуется ток 2А, Мощность будет 4 Вт, а энергия 2 Дж.

[Л. Зуев]

Пусть нам надо пропустить ток 1А за 1с (1 Куллон). Если мы это сделаем за один раз, то на резисторе 1 ом выделится 1 Дж. Если сделать импульсно за 0.5с, то потребуется ток 2А, Мощность будет 4 Вт, а энергия 2 Дж.

Константин, у Вас во втором случае сопротивление получается тоже 1ом.

[Костя Мусатов]

Андрей,

Мои изыскания по этой тематике пришли к такой схеме.
Это один из пары усилителей, стоящих мостом.
Ток покоя 1.5А
При выходной мощности 30Вт на 8 ом получил -100дБ THD на 10кГц.
Скорость нарастания по 15-25в/мкс каждого плеча
Полоса 250кГц ограничена конденсатором 3пФ.

[anli]

Ага, понятно, но почти Если можно, вопросы:

1. R31/R32 - это развязка по постоянному току VT21 и VT22?
2. Коллекторы VT21/VT22 на ABB/ABC не пробовал? Другой вариант - а нельзя ли поставить в эти коллекторные цепи ограничивающие резисторы, дабы уменьшить R23/R24?
3. Правильно я понимаю, что выбранные номиналы в вертикали сопротивлений R12...R16 выпоняют функции ограничения сигнала, дабы выход в клиппинг не вводить?
4. А при, скажем, половинной мощности резко вниз спектр уходит?

Offтопик:
Эх, жаль у нас симуляторы разные. С симулятором быстрее в схему въезжать. Сегодня уже нарисовать не успею

[Костя Мусатов]

R31/R32 - это развязка по постоянному току VT21 и VT22?

Можно сказать да. Хотя больше они мне нужны для получения одной точки для ООС на R11

Коллекторы VT21/VT22 на ABB/ABC не пробовал? Другой вариант - а нельзя ли поставить в эти коллекторные цепи ограничивающие резисторы, дабы уменьшить R23/R24?

В таком случае напряжение КБ будет =0 и на импульсном сигнале будет провал по усилению. Для контроля проверил. На низких гармониках выйгрыш 1-2дБ, на высших заметно хуже.

Правильно я понимаю, что выбранные номиналы в вертикали сопротивлений R12...R16 выпоняют функции ограничения сигнала, дабы выход в клиппинг не вводить?

Не, R14 - установка 0 на выходе, R13-15 токозадающие для токового зеркала. Номинал R12 и 16 может плохо читаться, он 6.2К.
Клиппинг он отрабатывает неплохо. Для снижения времени восстановления тока после отсечки в полностью закрытом плече служат стабилитроны. Практика показала, что самое долгое - это перезарядить затворы выходников, а стабилитроны не дают спасть напряжению при отсечке.

А при, скажем, половинной мощности резко вниз спектр уходит?

Мощность - 3-я гармоника - 5-я
31,5Вт - 99дБ - -111дБ
20Вт - -105дБ - -122дБ
16Вт - -109дБ - -128дБ
8Вт - -116дБ - <-140

[anli]

Поковырял схему софтстарта, так как в исходной

http://gaydenko.com/um/ps/softStart-00.png

не понравились кое-какие штуки:

- стабилизация напряжения стабилитроном (где я такой возьму, чтобы ему - стабилитрону - верить? ),
- неудобство регулирования времени срабатывания реле.

Получилась такая штука:

http://gaydenko.com/um/ps/softStart-01.png

Здесь параметры подобраны так, что напряжения, регулируемого M1, едва достаточно для того, чтобы M2 работал генератором тока. При увеличении по какой-либо причине тока через катушку реле ток уже будет ограничиваться напряжением, которое стабилизит M1. Подстраховка, короче, некоторая.

Параметры реле выставлены конкретно для заказанного реле:

http://www.wanjia-relays.com/english...180/wj180a.htm
http://www.wanjia-relays.com/english...180/wj180b.htm

Единственное, чего пока не знаю точно - индуктивности катушки.

Буду рад критическим замечаниям и предложениям

[Костя Мусатов]

Честно говоря, я так и не понял, зачем такая сложная схема...
Мне кажется, что достаточно порогового элемента на ключевом полевике, конденсаторе, резисторе и стабилитроне.
Но я бы делал запитку схемы от самого рабочего напряжения и сделал бы срабатывание просто по напряжению. Если реле сработает раньше (при повышенном напряжении в сети), то будет ток через контакты при срабатывании чуть выше. Главное, что начального броска нет...

[Эx, залужу...]

anli, вот любитель то все усложнить. Старое правило - чем проще, тем надежнее

Как кстати, считать, кроме как в симуляторе, по простому, R2,R3,C7, исходя из параметров реле и времени срабатывания, и для чего R1 0.5Ом здесь?
http://gaydenko.com/um/ps/softStart-00.png

И просветите, опытные в этих дела, какие требования к релюхе в софтстарте. Тут нашел в хламе OEG (Tyco El.). У них 10A по переменке 240В, а по постоянке почему то всего 30В при этом токе.
И еще по даташиту, максимальная переключаемая мощность 2400ВА, но 300Вт. Как это понимать?
Потянет она в софтстарте сразу четыре транса коммутировать по 180Вт габаритки каждый (учитывая, что ей всего то резюк ограничивающий коротить)? Потребляемая от них мощность в установившемся режиме где-то по 70Вт с каждого (итого 280Вт), каждому трансу придется заряжать кондюков где-то тысяч по 50мкФ (итого 200.000мкФ), каждый транс по даташиту 9А дает?

anli,уже забыл, а какую мощность этот "усь балансный в "А"" рассеивать будет, и какие будут радиаторы?

[Костя Мусатов]

2400ВА, но 300Вт

ВА - это реактивная мощность, произведение тока на напряжение без учета фазы
Вт - это реальная мощность, с учетом фазы.

[Эx, залужу...]

Костя Мусатов, спасибо, а как они там фазу учитывают, что разница такая? И почему по постоянке у них такое малое напряжение коммутировать можно? И потянет релюха эта под задачу то?

[Костя Мусатов]

Если у тебя и напряжение и ток имеют синусоидальную форму, то реальная мощность равна произведению их действующих значений, умноженному на косинус угла сдвига между ними.
Реле, похоже, потянет, но без запаса. Про постоянку не знаю.

[anli]

Честно говоря, я так и не понял, зачем такая сложная схема...

Чтобы:
- ограничить напряжение на C8, пока реле не включилось,
- убрать настройку режима реле из цепи с "большими" конденсаторами C7, C8 (в предложенном варианте время страбатывания можно регулировать C1 - грубо, R7 - точно)

Мне кажется, что достаточно порогового элемента на ключевом полевике, конденсаторе, резисторе и стабилитроне.

Стабилитрон, как защита затвора? А кто погасит начальный бросок напряжения (пока реле не включилось) на C8?

Но я бы делал запитку схемы от самого рабочего напряжения и сделал бы срабатывание просто по напряжению

Я думал про это, но отказался. Мне кажется, лучше поставить пару деталей, но сделать устройство совершенно автономное. Мне просто проще впаять пару-другую деталюх, чем тянуть провода

anli, вот любитель то все усложнить. Старое правило - чем проще, тем надежнее

Я за упрощение (двумя руками, ногами и прочим ), и стараюсь бороться с лишними деталями. Но, в данном случае, не получилось, чтобы просто и понравилось.

Как кстати, считать

http://gaydenko.com/um/ps/30702di.pdf
Сложность в том, что заранее неизвестно напряжение срабатывания. Пишут, например, "не более, чем 0.7 от номинального". Это одна из причин, почему мне не нравится исходная схема.

anli,уже забыл, а какую мощность этот "усь балансный в "А"" рассеивать будет, и какие будут радиаторы?

Потребители сети такие:
- один тор 150W, это для УН, там не сильно кушает - +/-60V, до 100mA (10000uF на плечо питания)
- два тора по 300W, каждый - на свой стереоканал. На каждом - два плеча моста, которые вместе кушают около 3.6A при +/-17V (47000uF на плечо питания). Рассеивание УМ на два канала (четыре плеча) получается под 300W. Габариты торов - с запасом хорошим.

Радиатор - какой достался по наследству - один и большой, в качестве задней стены. Прикидывал его площадь, получилось, если правильно помню, около 11 тыс.кв.см. Монстр ещё тот, короче. Tragitay и Maniac видели.

__________________________________________

Господа, а по предложенной схеме софтстарта. Ляпы не замечены?

[ADDED=anli]1119766773[/ADDED]

и для чего R1 0.5Ом здесь?

Эмулирует сопротивление электросети

[Костя Мусатов]

Стабилитрон, как защита затвора?

Да

Я думал про это, но отказался. Мне кажется, лучше поставить пару деталей, но сделать устройство совершенно автономное. Мне просто проще впаять пару-другую деталюх, чем тянуть провода

Не знаю, я бы так не делал. Автономное питание делают, если хочется сделать включение усилителя от пульта ДУ

Сложность в том, что заранее неизвестно напряжение срабатывания. Пишут, например, "не более, чем 0.7 от номинального". Это одна из причин, почему мне не нравится исходная схема.

Так пороговым элементом надо использовать не реле, а ключ с доп стабилитроном. Т.е. один стаб для защиты затвора, а второй для сдвига порогового напряжения.

[anli]

Автономное питание делают, если хочется сделать включение усилителя от пульта ДУ

Я ещё начинающий немного звукотехник. Так что могет быть

Т.е. один стаб для защиты затвора, а второй для сдвига порогового напряжения.

Костя, сори, не понял, что ты имеешь ввиду. Второй стабилитрон как подключён?

[ADDED=anli]1119775046[/ADDED]
Да, говоря про автономность, я имел ввиду только автономность блока софтстарта, а не его собственный БП: вход от включения питания, выход на трансформаторы. То есть, 4 провода. Без обратной связи с одного из трёх БП.

[Scop]

anli, а почему в твоем исходном варианте не подобрать гасящий конденсатор на номинальный ток реле? Т.е. в установившемся режиме, когда в сети 220В на реле 24В. Тогда стабилитрон будет выполнять сугубо декоративную функцию (защита от аномального повышения в сети). Я, например, ставил гасящую емкость 0,39 мкФ для реле TRIH-24VDC... с сопротивлением обмотки 1100 Ом. и шунтирующий конденсатор 2200 мк 35В. Задержка около 3 с.
Если уж совсем не хочется большие емкости, включи реле вместо R11 http://gaydenko.com/um/ps/softStart-01.png а М1 с обвязкой выброси
Ну, естественно, Д1 - между затвором и истоком М2.

[anli]

anli, а почему в твоем исходном варианте не подобрать гасящий конденсатор на номинальный ток реле?

Для меня ключевое слово "подобрать". У нас в Твери не подобрать ничего, всё уже подобрали в Москву и Питер В частности, при необходимом токе через катушку реле 100mA (такое заказал) C7 начинает давать необходимый ток при значении немного меньше 2uF. Высоковольтный конденсатор такой не подобрать. C8 надо защитить от перенапряжения в момент, когда катушка реле ещё не просаживает напряжение. Чем? Мощный стабилитрон на 24-27V? Тоже не подобрать. Немощный - опасно. У нас напряжение вполне может и до 250V кратковременно "рвануть" (как-то сам поймал момент 248V).

Смысл всего - не зависеть сильно от деталей и получить удобно регулируемую и надёжную конструкцию. Поэтому в качестве параллельного стабилизатора и выбран "понятный" каскад на M1 вместо стабилитрона. И время задержки регулируется не в силовых цепях типа C7/C8, а R7/C1.

включи реле вместо R11

Один из смыслов того, что есть - двойная защита катушки реле - по току (каскад на M2) и напряжению (каскад на M1).

Offтопик:
Мужики, вы критикуй-критикуйте Если я и упираюсь, то не потому, что несогласен, а потому что понять хочу успеть, пока реле едет из Митракона

[Scop]

Один из смыслов того, что есть - двойная защита катушки реле - по току (каскад на M2) и напряжению (каскад на M1).

Ну, тогда в исходном варианте шунтируешь реле следующим двухполюсником (рисовать лениво ):
+ :сток IRF610, плюс конденсатора 100 мк, катод стабилитрона на 22В.
- : исток IRF610, резистор на 100к,

минус конденсатора, анод стабилитрона и второй вывод резистора соединяешь с затвором.

Получится "медленно стартующий" аналог стабилитрона.

Пожалуй, нарисую:

[anli]

"медленно стартующий" аналог стабилитрона

Примерно так?

http://gaydenko.com/um/ps/softStart-02.png

Видимо, как раз об этом и говорил Костя Мусатов в посте 334, но Костя - кратко, и я не понял

[Scop]

Примерно так?
http://gaydenko.com/um/ps/softStart-02.png

Именно!
По-моему, даже R11 не нужен.
Кстати, как и R3.