Технологичный УМ с улучшенными параметрами

[bukvarev]

Данный концепт сделан для высокоскоростного УМ с номинальной выходной мощностью 100 Вт и полосой полной мощности 2 МГц.
Это - не звуковой УМ, но идея, видимо, может быть использована и для УМЗЧ.

При проектировании я преследовал следующие цели:
1. Технологичность и отсутствие регулировки тока покоя при пром. производстве.
2. Улучшенный PSRR за счет отсутствия "термо" узла в высокоомной части усилителя (на выходе УН).
3. Простота реализации ограничения по напряжению затворов и току ВК (от последовательного датчика на выходе модуля). Этот узел на схеме не показан, чтобы ее не перегружать.

Схема:


Какие получаются дополнительные плюсы:
1. Транзисторы УН можно брать в неизолированных корпусах, и монтировать на общую пластину, с нормированной конструктивной емкостью "пластина-общий".
2. Транзисторы основной группы монтируются на двух брусьях без термопрокладок, что технологично.
3. Есть возможность реализации дополнительного параллельного канала за счет введения управления токами Q3 и Q4. Например, "супер А" или коррекция искажений вперед.

Основные недостатки:
1. Плохое использование напряжения питания.
2. Повышенная сложность.

Пояснения к схеме.
Q4 и Q4 - датчики температуры (и дополнительно нелинейные элементы, аналогичные Q13-Q18).
- Полевиков в ВК показано три пары для примера (у меня в конструкции их другое количество).
- В первом приближении R4-R7 имеют одинаковое сопротивление (порядка 300 Ом).
- При необходимости увеличения тока покоя при сохранении равенства R4-R7 в истоки Q2 и Q3 можно ставить дополнительные сопротивления.
- VD1-VD4 - ограничитель.
- VD5 предназначен для уменьшения омического сопротивления между эмиттерами Q11 и Q12.
- R1C1 и R2C2 формируют динамическую нагрузку, если необходимо использовать опцию динамического управления источниками тока I1 и I1. Если же этого не нужно, то R1 и R2 заменяются перемычками, C1 и C2 не устанавливаются, а источники тока I1 и I2 заменяются единственным резистором или источником тока, который в небольших пределах позволяет регулировать ток покоя ВК.
- Постоянная времени цепей С3R5 и C4R6 может быть небольшая, от 0,3 мкс.
- В моей конструкции Q5 и Q6 - не транзисторы, а ОУ в sot23-5 с обратной связью от R4 и R7.

[bukvarev]

Евгений какое напряжение питания оптимально для этого УНЧ?

Для базовой версии (на MJD243/MJD253 и IRF520/9520) +- 48 В (+-52 В пиковое), желательно стабилизированное (взять от двухканального резонансника, например). Усилитель будет на нагрузку отдавать 40 В амплитуды (100 Вт, 8 Ом). Минимальное напряжение питания +-25 В.
Для расширенной версии (все на MJD340/MJD350 и 200-вольтовых полевиках) - до +- 70 В.

[dekko]

взять от двухканального резонансника, например

например какого?

[bukvarev]

например какого?

Самодельного, или промышленного модуля на выходное напряжение 48 В. Например, по 2 шт UHP-200-48, LRS-100-48 или RS-100-48 на канал.

[MAXIM_A]

https://www.chipdip.ru/product/lrs-100-48ЖАЛЬ, ЧТО НЕТ ДВУХПОЛЯРНЫХ

[Merstan]

Самому делать не рассматривали?

[LepekhinV]

Merstan, трудозатратно.
MAXIM_A, Константиныч, а есть двухполярные у Минвел (да и вообще у кого-либо из производителей)?

[Merstan]

Мне всегда казалось, что ИИП проще, чем вылизывать нули после зпт в композитниках. На ютубе каждый второй их (ИИП) собирает. А из затрат по ручному труду только намотка, но и там не так много витков как в катушке фильтра или выходном лампача.
такшо не так страшна стезя

[sia_2]

Самому делать не рассматривали?

Обычный ИБП делать самому не имеет никакого смысла. Они готовые настолько дешевы, особенно оптом, что проще купить и не париться. Другое дело, когда нужен ИБП с малой синфазной помехой, тут готовых на рынке практически нет, а делать самому - наоборот, выйдет сильно дороже банального 50-Гц трансформатора.

[stan marsh]

есть двухполярные у Минвел

Маломощные вовсю применяю, типа http://www.mean-well.ru/store/PD-251...80176617499086

[LepekhinV]

Станислав, спасибо. Отстал от жизни.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:
двуполярные мощные ИБП - хорошая "вспомогательная" тема. Особенно, имхо, в комбинации линейный+ИБП. Линейный "отвязывает" ИБП по сигналу, а ИБП стабилизирует входное линейному (1-5% легко), "отвязывая" линейный от нестабильности сети - сильно уменьшаются потери на регуляторе линейного. КПД растёт, а вес падает. Цена тоже может упасть, если применять готовый "предустанавливаемый" двуполярный ИБП= разности цен между 50Гц трансформатором и ИБП. Думаю (имхо), выгодно ИБП размещать подальше от корпуса УМа в отдельном корпусе, а линейный монтировать прямо на радиаторы УМа

[Asuper]

bukvarev, 1. Не слишком ли велик уровень пульсаций? Взять хотя бы вышеназванные модели Meanwell.
2. Конденсаторы какой емкости можно повесить на выход, чтобы не ИБП не сгорел или не ушел в защиту?

Offтопик:
Я пробовал ULP-150-24 как есть, без подключения дополнительных емкостей. Но напряжение на выходе маловато. Простого способа увеличить не нашел.

[bukvarev]

Не слишком ли велик уровень пульсаций?

100 .. 300 mVpp - типовые пульсации в полосе 20 МГц. В звуковой полосе они намного меньше. Для их уменьшения можно поставить дополнительный фильтр на выходе. Но эти пульсации не должны сильно повлиять. Основное влияние на звук - синфазная помеха.

Конденсаторы какой емкости можно повесить на выход, чтобы не ИБП не сгорел или не ушел в защиту?

Это зависит от конкретной модели и может указываться в апноутах. Например, для 200-ваттных модулей семейства VI-200 от Vicor указывается предельная емкость нагрузки в 1200 мкФ. Для других источников, с другими ограничениями тока и времени срабатывания защиты, емкости, конечно, будут другими.
Но при питании УМ от ИИП в принципе большие емкости не нужны. Нужен запас ИИП по току, чтобы в пиках музыкальной программы отдавать требуемый ток.
В данном случае (усилительный модуль), емкость в каждом из плеч совсем небольшая - 880 мкФ. Скорее всего, с такой нагрузкой будет работать любой промышленный источник.

[MAXIM_A]

bukvarev, 1. Не слишком ли велик уровень пульсаций? Взять хотя бы вышеназванные модели Meanwell.
2. Конденсаторы какой емкости можно повесить на выход, чтобы не ИБП не сгорел или не ушел в защиту?

Offтопик:
Я пробовал ULP-150-24 как есть, без подключения дополнительных емкостей. Но напряжение на выходе маловато. Простого способа увеличить не нашел.

Здесь дело не в пульсациях, а в их частоте, около 100кГц.
Поэтому надо ставить ВЧ фильтры, ёмкости совсем не большие. Хороший полипропилен!

[Andrey Orloff]

Другое дело, когда нужен ИБП с малой синфазной помехой, тут готовых на рынке практически нет, а делать самому - наоборот, выйдет сильно дороже банального 50-Гц трансформатора.

sia_2, а такой LLC чем плох для УМ?

Offтопик:
вот собрался хорошенько так копнуть оную тему, т.к. в активной 3-х полосной АС столкнулся с таким багом - а там стоят три типовых трансформатора - и вылез механический фон 50-Гц (вибрации корпуса) и в тишине это ой как хорошо слышно, АС "гудит".. причем акустический "гул" трансов так хорошо пролазит сквозь дифузор НЧ-динамика, если ухо вплотную поднести, их слышно. Заказной трансформатор с кучей вторичек дорого и не факт, что без родовых болезней будет.. Да и гробы на колесиках тяжеленные надоели, все таки в 21-м веке живем.
Ламм подвешивал трансы в своих УМ на резинках-растяжках, но это костыль, поэтому смотрю в сторону ИИП резонансников. "+" там больше, чем минусов, все ИМХО.

А вообще, тема ИИП в УМЗЧ очень интересная, но что то на веге не сильно популярная, а жаль, пора уже двигаться вперед и отходить от 50-Гц идеологии.

[Merstan]

Я в своем цифроактиве использую(вал) только ИИП.
Вот от этой конторы https://connexelectronic.com/product...-power-supply/
И такие https://www.google.com/search?q=DX54-84+DIY винницкие
Действительно, над фоном думать не нужно 7 усилителей, как ни как.

[bukvarev]

Offтопик:
Тема ИИП, особенно в применении к УМЗЧ, действительно очень интересная, но не простая.
Например, в схеме https://cxem.net/pitanie/5-371.php, если индуктивность рассеяния трансформатора используется в полезных целях, то с реализацией привязки фильтров синфазки дело обстоит хуже.
С9 и С10 соединены с общим, и там же установлен C13, который имеет запредельно большую емкость - 2200 пФ. Это - как минимум. Дальше нужно смотреть реализацию входного выпрямителя. Ну и дальше по тексту Попытка создать ИИП в бюджетном исполнении приводит к тому, что разработчик вынужден жертвовать качеством изделия.
Для получения лучшего результата производители используют разные технологические приемы (конструкция трансформаторов, использование слойного экранирования, керамической подложки и т.д.), которые можно дешево получить лишь при серийном производстве большими партиями. В этом смысле очень показательны материалы от Vicor, раскрывающие особенности технологии и достигнутый результат.

[Medan]

https://cxem.net/pitanie/5-397.php

Offтопик:
Правильная концепция реализации ИБП.

[bukvarev]

Offтопик:

Правильная концепция реализации ИБП

Эта схема получше предыдущей, по меньшей мере в части способа организации стабилизации выходного напряжения (за счет корректора).
Но на MC33262, как она там использована, корректор получается грязный. Нужно рулить порог ZCD, или ставить сразу L6563S.

[Medan]

по меньшей мере в части способа организации стабилизации выходного напряжения

Offтопик:
да, именно это я и хотел подчеркнуть. Остальное частности. Хотя и защиту можно лучше сделать. 2156 не очень в этом плане надёжна.Это отдельная тема. но интересная)))